فلومتر بخار
فلومتر چیست؟
امروزه اندازه گیری جریان سیال بعنوان یکی از مهمترین پارامترهای اندازه گیری در صنایع مختلف از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
در حقیقت اغلب کارشناسان پس از اندازه گیری دما مهمترین کمیت اندازه گیری در صنایع را فلو یا جریان سیال میدانند.
با توجه به اهمیت اندازه گیری این کمیت و همچنین تنوع فرآیند صنایع گوناگون ، در طول زمان روشهای مختلفی برای اندازه گیری جریان سیال بوجود آمده است.
انتخاب Flowmeter مناسب برای هر کاربرد نیاز به دانش کلی نسبت به روشهای گوناگون فلومتری و در نظر داشتن پارامترهای اصلی اندازه گیری از قبیل دقت،قیمت تمام شده،هزینه های تعمیرات و کالیبراسیون، سازگاری عملکرد Flowmeter با شرایط پروسه تولیدو…می باشد.
انواع فلومتر های بخار
انواع مختلفی از فلومتر وجود دارد ، آنهایی که برای کاربرد بخار و میعانات مناسب هستند عبارتند از:
- اوریفیس پلیت فلومتر
- توربین فلومتر
- ورتکس فلومتر
- التراسونیک فلومتر
اوریفیس پلیت
اوریفیس پلیت یا صفحه روزنه دار، دیسک صاف دایره ای شکل با سوراخ دایره ای در سطح آن و لبه تیز برای عبور جریان سیال است.
همچنین دارای زبانه ای است که “مشخصات اوریفیس پلیت” بر روی آن نوشته شده است.
این فلومتر بر اساس اختلاف فشار سیال عبوری از روزنه آن، میزان دبی جریان را اندازه گیری می نماید.
فلومتر توربینی
در جریان سنج توربینی روتور پره داری به طور محوری در جریان آویزان است و با آهنگ متناسب با سرعت سیال میچرخد.
در بعضی مدل ها، پره های روتور از ماده ای مغناطیسی ساخته شده اند که ولتاز متناوبی را در کویل پیکاف سیگنال القا میکند.
در طرح های دیگر، آهنگ چرخش توسط پیکاف فرکانس رادیویی،با یک سیگنال حامل با فرکانس زیاد که توسط پره های چرخان مدوله میشود، آشکار میشود.
جریان سنج توربینی در شرایط مناسب خیلی دقیق اند، اما شکننده اند و هزینه تعمیر و نگه داری آنها زیاد است.
کنتورهای توربینی از نوع محاسباتی می باشند که کاربرد آنها از دهه ی 1960 آغاز گردیده و با بهبود فن آوری آنها،بیشتر مقبول شرکتها گردیده اند.
این کنتورها با اندازه گیری سرعت هر روتور تیغه دار که داخل جریان شناور می باشند،دبی جرمی جریان را تعیین میکنند.
سرعت گردشی روتور متناسب با دبی جرمی می باشد.
برای مواد نفتی،دبی حجمی برابر با حاصلضرب سطح مقطع عبوری جریان و سرعت روتور می باشد که ضریب اندازه گیری،اعمال گردیده و تصحیحات دمایی و فشاری صورت می گیرد.
روش محاسبه برای گاز طبیعی همانند فوق می باشد،تنها با این تفاوت که خاصیت تراکم پذیری نیز بایستی در نظر گرفت.
عملکرد کنتورهای توربینی در موردی که دبی جریان یکنواخت بوده و خواص سیال همساز باشند(چگالی و لزجت تغییر نکنند)عالی می باشد.
در واقع این کنترها خواهان جریان هموار و مستقیم می باشند و لذا قبل از ورود نفت یا گاز طبیعی به این کنترها و نیز بعد از ترک جریان،از لوله مستقیم استفاده می شود.
در صورتی که فضای کافی برای نصب لوله ی مستقیم موجود نباشد.از تیغه های هموار ساز (لوله های کوچک داخل خطوط با قطر بیشتر)استفاده میگردد.
از این نوع کنترها برای استفاده جهت LIQUID SERVICE و نيز GAS SERVICE مورد استفاده قرار میگیرند.
مزایا جریان سنج توربینی
- ابعاد کوچک و وزن کمی دارند.
- بسیار خطی و تکرارپذیر هستند.
- نسبت به سایر انواع فلومیتر ارزانترند.
- به علت محدود بودن قطعات مکانیکی به تعداد دفعات تعمیر کمی نیازمند می شوند.
- با قابلیت خروجی پالس دوگانه یکی از قابل اعتماد ترین فلومیتر ها هستند.
معایب جریان سنج توربینی
- در سرویس های عملیاتی با سیال با ویسکوزیته بالا بازه عملکردی پایینی دارند.
- عملکرد آنها بسیار وابسته به گرانروی سیال است.
- تنها برای جریانات کاملاً تک فازی مناسب هستند.
- به پروفایل جریان بالادست بسیار وابسته اند.
فلومتر های ورتکس
فلومتر ورتکس بر مبنای پدیده ای در دینامیک سیالات که توسط دانشمندی به نام Theodore von Kármán کشف گردیده است کار میکند .
در عمل “فلومتر ورتکس” با مکانیزمی بر اساس اندازه گیری نوسانات ایجاد شده در پشت یک مانع در سیال کار میکند .
فلومتر ورتکس در بسیاری از صنایع برای اندازه گیری مایعات و گازها و بخار مورد استفاده قرار میگیرد .
در صنایع شیمیائی و پتروشیمی برای مثال در قسمت تولید برق … در سیالاتی نظیر بخار اشباغ ، بخار بسیار داغ ، هوای فشرده ، نیتروژن ، گازهای دو فازی ، گاز دودکش ، دی اکسید کربن ، آب دمینرال ، حلالها ، روغن انتقال حرارت ، آب تغذیه بویلر و ….میتوان از این فلومتر سود جست .
اندازه گیری فلو در فلومتر ورتکس به صورت حجمی بوده که البته برای اندازه گیری به صورت جرمی در مواردی مانند بخار بایستی با استفاده ترانسمیتر فشار جداگانه و همچنین سنسور دما و اتصال آنها به فلو کامپیوتر به محاسبه جرم عبوری یا مقدار انرژی جابجا شده پرداخت .
فلومتر آلتراسونیک
فلومتر آلتراسونیک Ultrasonic Flowmeter امروزه روشهای آلتراسونیک جزء لاینفک بیشتر تجهیزات اندازه گیری ابزار دقیق مخصوصا نمونه های غیر تماسی گردیده است .
در “فلومترهای آلتراسونیک” که در حوزه وسیعی از سیالات ائم از گازها و مایعات کاربرد دارند با توجه به خواص دوپلر که در فیزیک با آن آشنا هستید فرکانسی از یه منبع تولید شده و از طرف دیگر یک گیرنده این فرکانس را لحظه به لحظه چک میکند .
در صورتی که فلوی سیال دچار تغییر می شود این فرکانس رفت و برگشت تغییر به خاطر سرعت سیال تغییر محسوسی خواهد داشت .
اندازه گیری و کالیبره این تغییرات بر حسب فلو به شما امکان اندازه گیری فلو به روش آلتراسونیک را خواهد داد .
در عمل تکنیک اندازه گیری فلو به روش آلتراسونیک پیچیدگی های خود را خواهد داشت ولی اساس اندازه گیری اکثر فلومترهای اولتراسونیک مکانیزم دوپلر میباشد .