flowmeter دبی سنج توربینی
اهمیت صنعتی دبی:
در فرایندهای صنعتی دبی از جمله متغیر هایی است که به دلایل زیر اندازه گیری می شود
1- دبی مهم ترین متغیر قابل تغییر جهت کنترل دیگر متغیر هاست
2- موازنه مواد در فرایند براساس اندازه گیری دبی است
دبی سنج ها در دو نوع اساسی تقسیم بندی می شوند :
دبی سنج هایی که در مسیر جریان می باشند و دبی سنج هایی
که از لوله منشعب شده اند . هد متر ها یا دبی سنج ها اختلاف فشاری رایج ترین نوع وسایل اندازه گیری جریان در صنعت می باشند . مبنای محاسبه دبی در این نوع دبی سنج ها براساس سنجش سرعت سیال و سپس تولید سیگنالی متناسب با سرعت سیال است
عوامل موثر بر دبی جریان در لوله
سرعت سیال
اصطکاک سیال در تماس با لوله
ویسکوزیته
و دانسیته سیال
معیارهای انتخاب دبی سنج
انتخاب دبی سنج مناسب مستلزم شناخت شرایط عملیاتی فرآیند و نیازمندی های عملکرد تجهیزات است. شرایط عملیاتی فرآیند ها شامل مواردی چون تخمین دبی حداکثر و حداقل فرآیند ، دما و فشار عملکرد و خواص فیزیکی اعم از ویسکوزیته ، دانسیته ، فرسایش و خوردگی می باشند. از معیار های انتخاب دبی سنج ها در فرآیند ها توجه به مزایا و عیوب آنها می باشد . مزایا و عیوب دبی سنج ها بر اساس معیار هایی چون دقت ، قابل اعتماد بودن ، قیمت خرید ، هزینه نصب ، هزینه مالکیت ، سهولت استعمال ، قابلیت اندزه گیری دبی مایع ، بخار و گاز ، محدودیت پذیری ، تکرار پذیری ، قابلیت نگهداری ، حساسیت به لرزش ، افت فشار ، وجود اندازه های مختلف و … می باشد
انواع گوناگون دبی سنج ها
دبی سنج ها را می توان بر اساس تکنولوژی به کار رفته در آنها طبقه بندی نمود، لذا دسته بندی کلی دبی سنج ها به صورت زیر می باشد :
دبی سنج های فشاری (Head Meters)
دبی سنج های سرعتی (Velocity Meters)
دبی سنج های جرمی (Mass Meters)
دبی سنج های جابجایی مثبت (Positive Displacement Meters)
انواع گوناگون دبی سنج ها
یکی دیگر از دسته بندی های رایج دبی سنج ها به صورت زیر می باشد :
دبی سنج های اختلاف فشاری
دبی سنج های مکانیکی
دبی سنج های الکترونیکی
دبی سنج های جرمی
(Velocity Meters ) دبی سنج سرعتی
مبنای محاسبه دبی در این نوع دبی سنج ها بر اساس سنجش سرعت سیال و سپس تولید سیگنالی متناسب با سرعت سیال است. معادله QV = A * V نشان می دهد که سیگنال تولیدی دبی حجمی جریان ، خطی است. سرعت سنج ها معمولاً نسبت به هدمتر ها کمتر به پروفایل سرعت حساس هستند. بعضی از آنها فاقد موانع هستند و به دلیل خروجی خط نسبت به هدمترها کمتر به پروفایل سرعت حساس هستند.
انواع دبی سنجهای سرعتی
توربین متر
جریان سنج الکترومغناطیسی
گردابه سنج
اولتراسونیک سنج
دبی سنج توربینی
اساس کار این دبی سنج ها اندازه گیری سرعت میانگین سیال در لوله و سپس محاسبه دبی حجمی ، از حاصلضرب سرعت در سطح مقطع لوله می باشد.
Q(m3/s)=V(m/s)*A(m2)
دبی سنج توربینی
دبی سنج توربینی
دبی سنج توربینی
دبی سنج توربینی
دبی سنج توربینی
A turbine flow meter at the Tetley's Brewery in Leeds, West Yorkshire.
دبی سنج توربینی
متشکل از محفظه ای لوله ای که در داخل آن پروانه است
سرعت چرخش پروانه متناسب با سرعت سیال است
با شمارش تعداد دور پروانه در واحد زمان دبی مشخص می شود
دقت حدود 1 درصد
مناسب مایعات تمیز و لزج تا 100 centistokes
دبی سنج توربینی
در فلومترهای توربینی ، با استفاده از انرژی مکانیکی جریان
سیال، یک روتور فرفره ای به چرخش درمی آید . پره های
نصب شده روی روتور انرژی جنبشی جریان سیال را به
انرژی مکانیکی از نوع چرخشی تبدیل می کنند وسرعت
دوران روتوربا سرعت حرکت سیال متناسب است . بنابراین
و در پی آن به دبی حجمی پی برد. کل حجم منتقل شده
نیز با اندازه گیری کل زاویه چرخش امکان پذیر است .
دوران روتور به دو روش مکانیکی یا الکترومغناطیسی قابل
تشخیص است
دبی سنج توربینی
دبی سنج توربینی
مغناطیسی
دبی سنج توربینی
مکانیکی
دبی سنج توربینی
در دوران الکترومغناطیسی عبور هر یک از پره ها از مقابل
سنسور مغناطیسی موجب تولید یک پالس در خروجی
سنسورمی شود.هرچه سرعت حرکت سیال افزایش یابد
فرکانس پالس خروجی سنسور نیز افزایش خواهد یافت
ولذا یک ترانسمیتر میتواند با اندازه گیری فرکانس پالس یا
شمارش تعداد پالس ها ، هر یک از پارامترهای دبی حجمی
یا کل حجم را محاسبه کند . در دوران مکانیکی ، دوران
روتور از طریق یک واسط انعطاف پذیر به بیرون از لوله
منتقل می شود. سپس این واسط براساس نیازبه مبدل های
مختلفی مانند کانتر مکانیکی، عقربه آنالوگ و یا تاکومتر متصل
می شود.
دبی سنج توربینی
f فرکانس پالس
K ضریب جریان توربین
بستگی به دبی و لزجت سینماتیکی دارد
ویژگی های دبی سنج توربینی
دبی سنج های توربینی عمدتاً برای اندازه گیری سرعت گازها و مایعات تمیز به کارمی روند
ضعف همه سنسورهای جریان تعدیل کننده این است که آن ها با حضور خودشان باعث آشفتگی جریان می شوند سنسورهای جریان توربینی از این نظر رضایت بخشند چرا که آشفتگی که آن ها در جریان ایجاد می کنند کوچکتر است
ویژگی های دبی سنج توربینی
دبی سنج توربینی در زمره دقیق ترین دبی سنج ها قرار دارند و دارای خطای کمتر از 0.5%می باشند این وسیله با توجه به دقت بالای آن جهت انتقال سیالات گران قیمت به کار برده می شود
ویژگی های دبی سنج توربینی
کاربرد دبی سنج توربینی در مایعات دارای خاصیت
روانکاری به دلیل دارا بودن قطعات متحرک به راحتی
انجام می شود (در مورد سایر مایعات توجه ویژه به
جنس مواد وروش روانکاری صورت می پذیرد)
افت فشار جزیی و پاسخ سریع نیز از مزایای این
دبی سنج به شمار می آید همچنین این دبی سنج
برای لوله های دارای قطر بزرگ قابل طراحی است
معایب دبی سنج توربینی
1- قیمت بالا
2- برای سیالات کثیف و خورنده مناسب نیستند
3-در سرعت های بالا دچار سایش و خرابی می شوند
4- دقت این فلومترها حساسیت زیادی نسبت به ویسکوزیته سیال دارد. چنانچه ویسکوزیته سیال تغییر کند (به عنوان مثال در اثر تغییرات فصلی دما )، کالیبراسیون این فلومترها باید مورد بررسی
قرار گیرد
5- از اعمال شوک های ناگهانی (مانند تغییر سیال از گاز به مایع ) باید جلوگیری شود زیرا تنش های مکانیکی موجب کاهش دقت یا خرابی فلومتر می گردد.
منابع
1- بررسی سیستم های ابزار دقیق و کنترلی
تهیه کنندگان : محسن غفاریان ،احسان عسکری و علی عمرانی(پایان نامه )
2- دبی سنج ها و انواع آن
تهیه کننده : محمد رضا محمدی (پایان نامه )
3-تئوری و عملی ابزار دقیق
مولف :. Turne JوM. Hillمترجم : مهندس محمد طلوع خراسانیان
4- ابزار دقیق و کنترل فرایند به ضمیمه آزمایشگاه
تالیف : مهندس محسن تقوی فر
5- اینترنت