برچسب: بخش پایانی

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

بخش پایانی

 

3. حذف موم

گام بعدي در توليد روغن روان‌كننده حذف مواد مومي به منظور بهبود مشخصات سياليت در دماهاي پايينتر مي‌باشد. براي مثال متيل اتيل كتون با روغن حاوي موم مخلوط مي‌شود. اين مخلوط را تا حدود 10 الي 20 درجة فارنهايت سرد مي‌كنند. اين دما، دماي نقطة ريزش نرمال است. كريستال‌هاي مومي تشكيل شده از نفت توسط فيلتر جداسازي مي‌شوند.

4. فرايند پاياني

برخي از پايه روغن‌ها كه به اين مرحله مي‌رسند، به خصوص پايه روغن‌هاي با كيفيت مرغوب، نيازمند فرايند پاياني از قبيل hydrofinishing يا خالص‌سازي از طريق خاك رس براي بهبود رنگ، پايدار در مقابل اكسيد شدن، و پايداري در مقابل حرارت مي‌باشند. hydrofinishing شامل عبور روغن داغ شده همراه با هيدروژن روي بستر كاتالستي است. اين فرايند پايه‌هاي رنگي و تركيبات ناپايدار از قبيل نيتروژن و تركيبات گوگرددار موجود در پايه روغن را حذف مي‌كند.

فرايند ديگر، خالص‌سازي توسط خاك رس است. اين فرايند نيز مشابه فرايند قبل مجموعة رنگي و تركيبات ناپايدار را حذف مي‌كند.

علاوه بر فرايند hydrofinishing، فرايندهاي هيدروژني بسيار ديگر نيز استفاده مي‌شود. فرايند فوق گاهي اوقات قبل از استخراج از طريق حلال صورت مي‌گيرد. هدف از اين كار افزايش بازده فرايند استخراج است. زيرا در اين روش آروماتيك‌هايي در فاز extract باقي مي‌ماند، تبديل به مولكول‌هاي غير آروماتيك مي‌شوند كه در فاز raffinate هستند. اين فرايند معمولاً باعث گوگردزدايي و نيتروژن‌زدايي از روغن مي‌شود.

5. راه ديگر دستيابي به روغن روان‌كننده استفاده از فرايندهاي مشكل هيدروژني به نام هيدروكراكينگ است. در اين فرايند ساختار بسياري از مولكول‌ها كه در خوراك وجود دارد تغيير مي‌كند. آروماتيك‌ها به نفتين‌ها تبديل مي‌شوند. حلقه‌هاي نفتيني شكسته مي‌شوند و بسياري از مولكول‌هاي پارافيني بازآرايي يا شكسته مي‌شوند. اين بازآرايي در روغن مولكول‌هايي به وجود مي‌آورد كه مشخصات ويسكوزيته بر روي دما، پايداري در مقابل حرارت و اكسيد شدن را افزايش مي‌دهد. اين فرايند قابليت توليد روغن‌هاي روان‌كننده با كيفيت بالا از نفت خام را افزايش مي‌دهد.

جدول صفحة بعد مشخصات نهايي پايه روغن‌هاي نفتي حاصل از فرايندهاي فوق را نشان مي‌دهد كه از نفت‌هاي خام مختلف به دست آمده‌اند.

	Specific Gravity at 60°F	Sulfur (% wt)	Viscosity Index	Kinematic Viscosity (cSt)		Pour Point (°C)	COC Flash (°C)
				at 40°C	at 100°C
Source 1
100 Neutral	0.860	0.065	101	20.39	4.11	-13	192
200 Neutral	0.872	0.096	99	40.74	6.23	-20	226
350 Neutral	0.877	0.126	97	65.59	8.39	-18	252
650 Neutral	0.882	0.155	96	117.90	12.43	-18	272
150 Bright Stock	0.895	0.263	95	438.00	29.46	-18	302
Source 2
150 Neutral	0.861	0.036	98	24.38	4.55	-23	210
250 Neutral	0.872	0.055	96	48.96	6.94	-21	238
600 Neutral	0.878	0.099	95	108.00	11.64	-23	262
150 Bright Stock	0.892	0.147	95	473.00	30.90	-15	294
Source 3 (Hydrotreated)
100 Neutral	0.868	0.018	100	25.18	4.66	-20	200
200 Neutral	0.869	0.012	101	39.78	6.19	-21	216
500 Neutral	0.869	0.015	105	89.37	10.78	-21	254
Source 4
100 Neutral	0.862	0.278	107	21.26	4.28	-16	186
200 Neutral	0.877	0.571	103	30.53	5.26	-13	194
500 Neutral	0.888	0.729	98	95.48	10.89	-10	244
600 Neutral	0.891	0.760	96	111.80	11.99	-13	258
150 Bright Stock	0.903	0.843	96	477.80	30.99	-13	290

توجه به نكات عملي زير به منظور كاهش تغييرات و توليد محصولات را كيفيت بالا و كارايي ثابت ضروري است.

1. انتخاب و درجه‌بندي نفت خام

1. جداسازي برش‌هاي مشابه با نقاط جوش مشابه
2. انجام فرايندها جهت حذف اجزاء نامطلوب و ارتقا به مواد مطلوبتر
3. مخلوط كردن براي به دست آوردن خواص فيزيكي مورد نياز و به كارگيري افزودني‌هاي شيميايي براي افزايش كارايي روغن

پايه مصنوعي روغن

منبع ديگر ،سيالات روان‌كنندة توليد شده از مواد مصنوعي است. تعريف مناسب اين مواد به شرح زير است.

محصولي كه از واكنش شيميايي مواد با جرم مولكولي پايينتر براي ساخت سيالي با جرم مولكولي بالاتر تهيه مي‌شود به طوري كه داراي يك سري خواص قابل پيش‌بيني باشد. اين دقيقاً در مقابل روغن پايه نفتي است كه از مجموعه‌اي از تركيبات با تركيب درصدهاي شيميايي مختلف تشكيل شده است.

از بين مزيت‌هاي روغن‌هاي مصنوعي در مقابل روغن‌هاي پايه نفتي مي‌توان به موارد زير اشاره كرد.

• پايداري گرمايي و مقاومت در برابر اكسيد شدن
• مشخصات ويسكوزيته به دماي مطلوب پايينتر
• خواص بهتر در دماهاي پايين
• خواص اصطكاكي بهتر

روان‌كننده‌هاي مصنوعي تجاري تنها به يك نوع شيميايي محدود نشده است. پر كاربردترين روان‌كننده‌هاي مصنوعي به شرح زير‌اند.

• اولفين اوليگومر: وسايل نقليه و مصارف صنعتي
• نئو پنتيل پلي ال استرها: وسايل نقليه و مصارف هواپيمايي
• استرهاي با دو عامل اسيدي: وسايل نقلية و صنايع هواپيمايي
• آروماتيك‌هاي قليايي.

اين چهار نوع از روغن‌هاي مصنوعي مصارفي در وسايل نقليه پيدا كرده‌اند. آن‌ها را يا به تنهايي استفاده مي‌كنند يا با روغن‌هاي پايه نفتي مخلوط مي‌كنند.

 

Fluid	Dynamic Viscosity (cP) at -40°F	Kinematic Viscosity (cSt)		Viscosity Index	Pour Point (°C)	COC Flash (°C)	Temperature Range (°C)
		at 40°C	at 100°C
Olefin Oligomer	2371	18.12	3.96	126	-79	221	-65 to 232
Olefin Oligomer	8176	34.07	6.00	134	-68	243	-65 to 232
Ester of Dibasic Acid — Dioctyl Sebacate	3450	119.58	—	76	-51	232	-54 to 204
Ester of Trimethylol — Propane (C7)	2360	15.00	3.50	—	< -51	232	-59 to 280
Alkylated Aromatics	9047	29.37	5.10	119	-54	224	-40 to 177

 

به طور كلي روغن‌هاي مصنوعي را مي‌توان در بازة دمايي بزرگتري نسبت به روغن‌هاي پايه نفتي با همان ويسكوزيته استفاده كرد. گروه خاصي از روان‌كننده‌هاي مصنوعي را مي‌توان با روان‌كننده‌هاي پايه نفتي مخلوط كرد تا به خواص مورد نياز از قبيل فراريت، دماي بالا، و مشخصات ويسكوزيته دماي پايين دست يافت.

 

3. خواص روان‌كننده‌ها ونقش افزودني‌ها

بعضي از خواص مهم و ضروري براي كارايي و عملكرد رضايت‌بخش روان‌كننده‌ها به شرح زير مي‌باشد.

1. فراريت پايين تحت شرايط عملياتي، فراريت، و يك روغن روان‌كننده فقط به نوع انتخاب روغن پايه نفتي براي يك نوع خاصي از خدمات بستگي دارد و نمي‌توان آن را با مواد افزودني بهبود داد.

1. خواص مناسب براي سيال در بازة دمايي مورد استفاده. خواص سيال به طور عمده به انتخاب نوع پايه روغن بستگي دارد. هر چند اين خواص را مي‌توان با استفاده از كاهش دهنده‌هاي نقطة ريزش و يا بهبود دهنده‌هاي ويسكوزيته ارتقا داد.
2. پايداري بالا و يا توانايي حفظ خواص مورد نظر براي يك بازة زماني مشخص تا حدودي به نوع پايه روغن بستگي دارد. اما مواد افزودني هم در تعيين خواص مؤثر هستند. به علاوه، پايداري روان‌كننده‌ها به محيطي كه در آن كار مي‌كنند نيز بستگي دارد. عواملي از قبيل دما، توانايي اكسيدشدن، و آلودگي توسط آن و يا باقي‌ماندة سوخت حاصل از احتراق ناقص، و اسيدهاي خورنده عمر مفيد روان‌كننده‌ها را كاهش مي‌دهند. در اين حالت افزودني‌ها سهم عمده‌اي در ارتقاي كيفيت و افزايش عمر مفيد روان‌كننده‌ها ايفا مي‌كنند.
3. سازگاري با ديگر مواد موجود در سيستم مانند كاسه‌نمد، بلبرينگ‌ها، صفحه‌كلاج و … نيز ممكن است تا حدودي متأثر از نوع روغن پايه نفتي باشد. اما افزودني‌هاي شيميايي بيشترين تأثير را در اين مورد دارند.

افزودني‌ها را مي‌توان به عنوان موادي كه در به وجود آوردن خواص جديد روغن‌هاي روان‌كننده نقش دارند به چند دستة مهم تقسيم كرد. هدف از معرفي آن‌ها ارائة توضيح كامل در مورد علم مربوط به اين مواد نيست. بلكه هدف تنها ارائة يك ديد كلي، هم در زمينة شيمي و هم در زمينة نحوة عملكرد آن‌ها مي‌باشد.

افزودني‌هاي پايه به روغن‌هاي روان‌كنندة موتور در ادامة مقاله مورد بررسي قرار خواهند گرفت.

كاهش‌دهنده‌هاي نقطة ريزش

اين كاهش‌دهنده‌ها از ماسيدگي روغن در دماهاي پايين جلوگيري مي‌كند. اين پديده به دليل كريستال شدن مواد پارافيني مومي است كه در برش‌هاي نفت خام وجود دارد. براي دستيابي به نقطة ريزش پايين طي پالايش در فرايندي به نام موم‌زدايي، موم موجود در روغن را كه در دماهاي بالا جامد است جدا مي‌كنند. جداسازي كامل موم‌ها از روغن بازده اقتصادي آن را كم مي‌كند. بنابراين براي كامل كردن اين فرايند از افزودني‌هايي استفاده مي‌شود كه نقطة ريزش روغن را كاهش مي‌دهند.

 

بهبود دهنده‌هاي ويسكوزيته

همان طور كه قبلاً گفته شد، شاخص ويسكوزيتة يك روغن به وسيلة به كار گيري نوع خاصي از مواد بهبود مي‌يابد كه خواص ويسكوزيته در برابر دما را افزايش مي‌دهد. در دماهاي بالا مشخص مي‌شود كه شاخص ويسكوزيتة روغن روان‌كننده بهبود يافته يا خير. اين امر را مي‌توان از طريق كاهش شيب خطوط در نمودارهاي ويسكوزيته دماي استاندارد ASTM تشخيص داد.

بهبود دهنده‌هاي وسيكوزيته عموماً پليمرهاي قابل حل در روغن با وزن مولكولي بين 10000 تا 1 ميليون هستند. مولكول‌هاي پليمري بعد از انحلال در روغن به وسيلة مولكول‌هاي روان‌كننده پر مي‌شوند. حجم اجزاء بزرگ شده مقدار تأثير هر پليمر در افزايش ويسكوزيته را نشان مي‌دهد. دماهاي بالاتر باعث افزايش بيشتر حجم پليمر و تأثير بيشتر پليمر در «غلظت» روغن است. از اين رو روغن در دماهاي بالاتر عموماً كمتر آبكي شدن تمايل دارد.

كاركرد اين پليمرها به پايداري در مقابل شكستن، مقاومت در برابر برش‌هاي مكانيكي، و پايداري گرمايي و شيميايي آن‌ها بستگي دارد. اين موارد براي ارتقاي ويسكوزيته مورد توجه قرار مي‌گيرد. به عنوان مثال، پايداري در مقابل شكست اين پليمرها با افزايش وزن مولكولي كاهش مي‌يابد. كاهش در شكسته شدن پليمرها در افزايش ويسكوزيتة روغن تأثيرگذار است. از طرف ديگر، با افزايش وزن مولكولي همان نوع پليمر، غلظت روغن افزايش مي‌يابد.

بايد نوعي تعادل بين اين دو خاصيت به وجود آورد كه با در نظر گرفتن پايداري در مقابل شكست روغن در شرايط واقعي كار موتور، مقدار ويسكوزيتة مورد نياز تعيين مي‌گردد.

 

افزودني‌هاي ضد فرسايش

ساييدگي يا فرسايش، از بين رفتن فلز در اثر تغيير فاصلة بين سطوحي است كه مرتباً روي هم حركت مي‌كنند. اگر اين روند ادامه پيدا كند، باعث كاركرد بد تجهيزات مي‌شود. از بين عوامل اصلي فرسايش فلز مي‌توان به تماس بين دو فلز، حضور يك مادة ريز ساينده، و هجوم اسيدهاي خورنده به سيستم اشاره كرد.

تماس فلز با فلز را مي‌توان با اضافه كردن تركيبات ورقه‌اي (فيلمي) شكل از بين برد. اين تركيبات از طريق جذب فيزيكي يا واكنش شيميايي از سطح فلز محافظت مي‌كنند. دي‌تيوفسفات روي به طور گسترده‌اي براي اين منظور استفاده مي‌شود. از ديگر افزودني‌هاي مؤثر مي‌توان به مواد حاوي فسفر، گوگرد، يا تركيبات اين دو اشاره كرد.

فرسودگي و سايش فلزات را مي‌توان از طريق پاكسازي (تصفيه) هواي ورودي به موتور و تصفية روغن در حال گردش در موتور كاهش داد.

اسيدهاي تشكيل شدة موجود در محصولات حاصل از احتراق منجر به فرسايش فلزات مي‌گردند. اين نوع فرسايش را مي‌توان با استفاده از مواد افزودني با خاصيت قليايي از قبيل پنتان و سولفونات‌ها برطرف كرد.

 

4. افزودني‌هاي جلوگيري كننده از اكسيد شدن و خوردگي

ضد اكسيد شونده‌ها در روغن از اكسيداسيون آن در معرض اكسيژن جلوگيري مي‌كنند. اين مواد راديكال‌هاي آزاد را با شكستن زنجيره‌ها نابود مي‌كنند يا بر روي پراكسيدهاي درگير در مكانيسم اكسيد شدن تأثير مي‌گذارند. از ميان پر كاربردترين آن‌ها مي‌توان به گونه‌هاي فنولي يا دي‌تيو فسفات‌هاي روي اشاره كرد.

خوردگي قطعات فلزي بيشتر به دليل واكنش با اكسيدهاي قطعات فلزي است. اين اسيدهاي هم از محصولات احتراق ناقص محفظة احتراق در هنگام كار موتور توليد مي‌شوند و هم از اكسيد شدن روغن روان‌كننده. ضد اكسيد شونده‌ها آشكارا اين تمايل را كاهش مي‌دهند. دترجنت‌ها مي‌توانند خوردگي قطعات را توسط خنثي كردن اسيدها كاهش دهند. از ديگر ضد اكسيد شونده‌ها مي‌توان به دي‌تيو فسفات‌هاي روي اشاره كرد كه نه تنها خاصيت ضد زنگ دارند، بلكه يك لاية محافظ روي قطعات به وجود مي‌آورند. اين لايه از تماس مستقيم اسيد با قطعات جلوگيري مي‌كند.

 

منبع:

http://www.lubrizol.com

http://www.lubrizol.com

Encyclopedia of chemical technology (Kirk othmer, 3rd edition, volume 17)

www.chemgiude.ca.uk

www.Chemlocud.com

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریتگروه مهندسی شیمی

بخش پایانی

 

محافظت مخزن ها از آتش و اطفاء حریق آن ها

از نظر ایمنی و پیشگیری از خطرات آتش سوزی, مخزن های سقف شناور بر مخزن های سقف ثابت, برتری بسیاری دارند زیرا, احتمال روی دادن آتش سوزی در این مخزن ها, کمتر و در صورت پیش آمدن این خطر, مهار کردن و مبارزه با آتش, به مراتب آسانتر است.

 

از آنجا که سرعت کار در مبارزه با آتش سوزی یک مخزن بزرگ نفتی اهمیتی بسیار دارد و اگر در دقایق نخستین, آتش سوزی مهار نشود, بیم آتش گرفتن مخزن خواهد بود, مخزن های نفتی باید با وسایل و تجهیزات ثابت مبارزه با آتش, مجهز شوند تا در موارد آتش سوزی بتوان در کمترین زمان از گسترش آتش جلوگیری و آن را خاموش کرد. از بهترین موادی که تا کنون برای خاموش کردن آتش در مخزن ها مورد استفاده قرار گرفته اند, یکی کف ضد حریق (Foam )و دیگر پودر خشک (Dry Powder) است. پودر خشک را با مخزن های متحرک آتش نشانی, به محل آتش گرفته آورده, به وسیله لوله های بلند پلاستیکی و با فشار روی مخزن می پاشند, ولی کف ضد حریق را به وسیله وسایل و تجهیزاتی که روز مخزن ها نصب شده, به درون مخزن تزریق می کنند.

راه های تزریق کف به مخزن

تزریق کف از بالای مخزن Foam chamber: کف ضد آتش سوزی به وسیله تلمبه از مخزن متحرک به سیستم کف رسانی که به طور ثابت روی هر مخزن از نوع سقف ثابت نصب شده, منتقل گردیده, در بالای مخزن وارد جعبه پخش کف (Foam Drum) می گردد. این جعبه, روی سقف مخزن نصب شده و کف ضد آتش از این جعبه و از راه لوله مشبکی که روی محیط مخزن قرار گرفته بر سطح مایع در مخزن پاشیده شده, با پوشاندن سطح مایع و قطع رابطه هوا با نفت, سبب خاموش شدن آتش می گردد.

تزریق کف از زیر مخزن subsurface injection

برای پوشاندن سطح مواد نفتی در مخزن ها با کف, ممکن است کف را از زیر وارد مخزن کرد از آنجا که وزن مخصوص کف از مواد نفتی سبک تر است, کف تا سطح مایع بالا رفته, آن را می پوشاند و در ضمن با ایجاد تلاطم در سطح نفت و در نتیجه سرد کردن حرارت مایع نفتی که به طور مستقیم در تماس با آتش بوده است, عمل تبخیر مواد نفتی را کندتر کرده از این راه فرو نشاندن آتش را آسان تر می کند. از آنجا که هزینه های سرمایه ای نصب این وسایل از هزینه های سیستم تزریق از بالای مخزن, کم تر بوده و از نظر نتیجه کار نیز موثرتر است, این سیستم در پالایشگاه های جدید و نوبنیاد بیش تر متداول شده است.

 

روش اطفا حریق مخازن نفتی

1) در اولین فرصت اقدام به خنک کردن سطح جداره مخزن نمایید.
2) در صورت امکان محتویات داخل مخزن را تخلیه نمایید .
3) در صورت سرایت حریق به محوطه اطراف مخازن ، اقدام به اطفا حریق نمایید .
4) با استفاده از فوم به میزان کافی نسبت به اطفا حریق سوخت درون مخازن اقدام نمایید .

 

خنک کردن مخزن COOLING

تمامی مخازن حاوی مایعات قابل اشتعال دارای سیستم خنک کننده اسپری آب می باشند که بصورت رینگهای لوله آب که در فواصل مناسب نازلهای آب پاش بروی آن نصب شده است ، هستند. اگر مخزنی دچار حریق شده باشد باید میزان 10 لیتر در هر دقیقه برای هر متر مربع از سطح مخزن ، آب بصورت اسپری استفاده شود .
با توجه به جهت وزش باد، باید توسط مانیتور و نازلهای آب جداره مخزن در بالاترین قسمت و نزدیک به لبه فوقانی آن خنک شود تا در اثر حرارت ناشی از حریق ، لبه فوقانی جداره تغییر شکل ندهد و باعث جاری شدن محتویات درون مخزن به محوطه اطراف مخازن نگردد . هرگز آب بداخل مخزن وارد نشود . همچنین مخازن مجاور حریق نیز به نسبت فاصله از مرکز مخزن مورد حریق ، باید خنک شوند .

 

محاسبه میزان آب مورد نیاز برای خنک نمودن مخازن

برای مخزن مورد حریق میزان (10lit/min/m2) آب نیاز می باشد . مرکز هندسی سطح مقطع مخزن مورد حریق را مد نظر گرفته و کمیت T را بصورت ذیل محاسبه می کنیم .
T =R+30
Rشعاع مخزن مورد حریق
هر مخزنی که در محوطه دایره شکل به مرکز مخزن مورد حریق و به شعاعT قرار گرفته باشد بمیزان 3 لیتر در هر دقیقه برای هر متر مربع آب برای خنک شدن نیاز دارد . و در صورتیکه مخزن خارج از این محوطه دایره شکل باشد بمیزان 1 لیتر در دقیقه برای هر متر مربع آب برای خنک شدن کافی می باشد .
تخلیه مواد درون مخزن
همانگونه که قبلا گفته شد یکی از کارهای موثر جهت اطفا حریق کاهش سوخت یا گرسنگی آتش می باشد و با حذف ضلع سوخت از مثلث آتش می توان اطفا حریق را انجام داد . اطفا حریق یک مخزن بسیار پر هزینه و زمان بر می باشد و نیاز به وسایل و مواد قابل ملاحظه ای دارد. در صورت امکان از همان لحظات اولیه اطفا حریق باید اقدام به تخلیه مواد از درون مخزن و در شرایط حاد ، حتی مخازن همجوار ، نمود . البته واضح است حتی در صورت اطفا حریق ، مواد باقی مانده در مخزن ، بعلت تغییر خلوص و خصوصیات دیگر ، قابل استفاده نخواهد بود . از جهات دیگر زمان حریق و اثرات مخرب ادامه آن بر محیط زیست و ایمنی مناطق همجوار و کاهش اعتبار آن مجموعه را در نظر گرفت در این صورت هزینه های مستقیم اطفا حریق بسیار ناچیز شمرده می شود.

confined space ایمنی فضا های محصور

محيط هاي محصور مكانهايي هستند كه محل ورود آن به اندازه يك فرد مي باشد ونمي توان داخل آن توقف دائم وطولاني مدت داشت براي ورود به اين مكانها حتما اخذ مجوز مربوطه الزاميست.
خطرات بالقوه در فضاهای محصور
•كمبود اكسيژن كمتر از ۱۹.۵%
•گازهاي سمي يا آتش گير و گازهايي كه جايگزين اكسيژن شده اند
•وسايل متحرك وگردنده كه برق آنها قطع نشده باشد
•باقيمانده فراورده هاي قبلي گاز ،مايع وبخار
• لغزيدن ،افتادن يا سقوط به داخل فضاهاي محصور
•كمبود نور و روشنايي
•حرارت وگرما
•بوي نامطبوع
•برق گرفتگي

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