پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی
بخش پایانی
دبی سنج های جرمی Mass Meters
اين نوع دبي سنج ها دبي جرمي را بر خلاف دبي سنج هاي حجمي ، مستقيما و بدون واسطه اندازه مي گيرند .
بسياري از چنين دبي سنج ها، دبي جرمي را از طريق رابطه QM = QV * ρ بدست مي آورند در اين معادله QM دبي جرمي و QV دبي حجمي و ρ دانسيته سيال است.
اين چنين دبي سنج ها از تركيب دو وسيله كه يكي سرعت سيال و ديگري دانسيته را اندازه مي گيرد تشكيل شده اند. وروردي ها در يك ريز پردازنده همراه با يك سري اطلاعات اضافي تركيب شده و خروجي به عنوان دبي جرمي گزارش مي شود. با اين حال دستگاه هاي معرفي شده در ذيل مستقيما و بدون انجام محاسبات بين حجم و دانسيته اين كار را انجام مي دهند.
دماسنج
کوریولیس سنج
دما سنج Thermal Meter
اساس كار اين وسيله بدين صورت است كه جريان سيال، انرژي گرمايي خود را به المنت حساس به گرما مي دهد و سپس با اندازه گيري گرماي منتقل شده به المنت جرم سيال عبور كرده محاسبه مي شود. مقدار گرماي جابجا شده به سرعت سيال ، ظرفيت گرمايي و هدايت گرمايي سيال بستگي دارد و لذا اين دبي سنج مستقل از دانسيته، فشار و ويسكوزيته سيال مي باشد.
اين دبي سنج عمدتا براي اندازه گيري جريان گاز هاي تميز با ظرفيت گرمايي معين به كار مي رود و كاربرد گسترده آن در صنايع پالايش و صنايع شيميايي مي باشد و از محدود فناوري هايي است كه مي توان براي اندازه گيري جريان هوا در لوله هاي بزرگ استفاده كرد. از مشخصه هاي آن ،نداشتن هيچ گونه قطع متحرك و دقت بالاي آنها در اندازه گيري جريان هوا مي باشد .
كوريوليس سنج Coriolis Meter
شكل ( بدون هيچ گونه مانع ) به عنوان سنسور جريان ، تشكيل شده است و تعيين دبي در آن بر اساس قانون دوم نيوتن مي باشد. لوله سنسور توسط نيروي الكترومغناطيسي سيم پيچي كه در مركز انحناي لوله قرار گرفته به حركت درآورده و در فركانس طبيعي اش ارتعاش مي كند.
سيال به داخل لوله سنسور جريان مي يابد و مجبور به گرفتن حركت عمودي لوله ارتعاش مي شود . وقتي لوله نصفي از سيكل ارتعاش خود را به سمت بالا طي مي كند ، سيال جريان يافته در لوله، با كشاندن لوله به سمت پايين در برابر حركت اجباري به سمت بالاي آن مقاومت نشان مي دهد.
سيال جاري خارج از سنسور يك حركت رو به بالا ناشي از حركت لوله دارد و به محض جريان يافتن به دور انحناي لوله مقاومتي در برابر حركت عمودي لوله نشان نمي دهد . اين اختلاف نيرو ها مسبب پيچش لوله مي شود، وقتي كه لوله در نيمه دوم ارتعاشي خود به سمت پايين حركت مي كند در جهت مخالف پيچيده مي شود. اين پديده پيچش اثر Coriolis ناميده مي شود.
با توجه به قانون دوم حركت نيوتن ، مقدار چرخش لوله سنسور مستقيما به مقدار دبي جرمي سيال جاري در لوله وابسته است . گيرنده هاي سرعت الكترومغناطيس در هر طرف لوله ، سرعت ارتعاش لوله را اندازه مي گيرند. دبي جرمي توسط اختلاف زماني سيگنال هاي گيرنده سرعت مشخص مي شود .
دبی سنج های جابجايی مثبت Positive Displacement Meters
اساس كار اين نوع دبي سنج ها ، محاسبه دبي جريان حجمي جريان با محصور كردن مقداري از سيال در يك مخزن و سپس تخليه سيال به خروجي مي باشد .حجم كل مايع عبوري از اين وسيله در يك پريود زماني از حجم سيال نمونه گيري شده و تعداد نمونه گيري ها بدست مي آيد .
دبي سيال مستقيما توسط يك ماشين محاسبه گر گزارش داده مي شود. هر مخزن متحرك با سيال توسط آب بند هاي باريكي از مخزن بعدي جذا شده است . نيروي مورد نياز دبي سنج هاي جابجايي مثبت از انرژي جريان بدست مي آيد .
اين نوع دبي سنج ها به دليل داشتن قطعات متحرك زياد براي پساب ها مناسب نمي باشند.
پیستون نوسانگستر
دیسک لرزان
دنده تخم مرغی
مولتی پیستون
روت
پيستون نوسانگر Oscillating Piston
مايع وارد يك مخزن به دقت ماشين كاري شده اي كه شامل يك پيستون نوسانگر است مي شود؛ موقعيت پيستون به گونه اي است كه مخزن را به چندين قسمت تقسيم مي كند . فشار سيال باعث نوسان پيستون و چرخش آن حول توپي مركزي مي شود .لقي كم بين پيستون و مخزن با به حداقل رساندن لغزش مايع باعث اندازه گيري دقيق و تكرار پذير در هر سيكل حجمي مي شود . ماكزيمم ويسكوزيته مجاز 4000 سانتي پوز است.
ديسک لرزان Nutating Disk
مايع وارد يك مخزن به دقت ماشين كاري شده اي كه شامل يك ديسك لرزان است ، مي شود. فشار سيال ، ديسك را به كمك يك دندانه غلتكي به لرزش در مي آورد و ديسك شروع به چرخش مي كند .حركت ديسك توسط حركت دنده به يك ماشين محاسبه گر دبي انتقال مي يابد. لقي كم بين ديسك و مخزن با به حد اقل رساندن نشتي ، باعث اندازه گيري دقيق و تكرار پذير در هر سيكل حجمي مي شود.
دنده تخم مرغی Oval Gear
از دو روتور تخم مرغي شكل يكسان كه توسط دو شكاف كوچك پيرامون دنده ايجاد شده ؛ تشكيل شده است . دنده هاي تخم مرغي حجم كل مايع عبوري از مخزن اين سيله را طي هر عمل گردش جارو مي كند ؛ دبي توسط اندازه گيري سرعت چرخش محاسبه مي شود.
لقي كم بين دنده ها نشتي را به حداقل مي رساند . در مقايسه با دبي سنج Nutating Disk كاليبراسيون آن با ويسكوزيته تغيير نمي كند . از معايب اين وسيله تاثير گذاري نوسان بر عمل سنجش دبي مي باشد. اين دبي سنج براي اندازه گيري دبي حلال ها و مايعات كم غلظت به كار مي رود.
مولتي پيستون Multi Piston
اين نوع دبي سنج ها به صورت تك پيستوني و چند پيستوني وجود دارند و به طور گسترده در توزيع سوخت و اندازه گيري هيدرو كربن هاي سبك استفاده مي شوند . نحوه قرار گرفتن پيستون ها به گونه اي است به هنگام پر شدن سيلندر ها از ورودي ، سيلندر مقابل در حال تخليه به خروجي است و در نتيجه سيال با حداقل نشتي جريان مي يابد. طراحي مذكور به ضربان و لرزش سيال حساس است و لذا براي دبي هاي بيشتر از 100 l/min مناسب نمي باشد.
روت Root
دبي سنج Roots در بسياري از موارد مشابه دبي سنج Oval Gears است. پره هاي گوشتي (Load Impellers) در خلاف جهت يكديگر در مخزن دبي سنج گردش مي كنند . دنده هاي بادامي شكل ، كل مايع عبوري از مخزن را در هر عمل گردش جارو مي كنند . دبي جريان توسط اندازه گيري سرعت گردش پره ها اندازه گرفته مي شود .
ضريب كاليبراسيون اين دبي سنج ها در مقايسه با دبي سنج Nutating Disk با ويسكوزيته تغيير نمي كند . ماكزيمم ويسكوزيته مجاز 5000 سانتي پوز است.
منابع
انجمن نواندیشان www.noandishan.com
مجله مهندسي مكانيک
www.petronet.ir