انواع دبی سنج و کاربردهای آنها چیست؟

دبی سنج (جریان سنج) چیست؟
دبی سنج وسیله ای است که میزان جریان سیال را اندازه گیری می کند. دبی سنج ها ابزار اندازه گیری دبی هستند که برای اندازه گیری دبی خطی ، غیرخطی ، جرمی یا حجمی یک گاز یا مایع استفاده می شوند. دبی سنج ها با نام جریان سنج یا فلومتر نیز شناخته می شوند. این مقاله به طور خلاصه اطلاعات زیر را ارائه می دهد:

انواع دبی سنج ها / انواع فلومتر
عملکرد هر یک از دبی سنج ها
ویژگی های طراحی هر دبی سنج
مزایا و معایب هر یک از دبی سنج ها
انتخاب و کاربرد آن دبی سنج ها

انواع دبی سنج
به طور گسترده ای از دو نوع دبی سنج به طور گسترده ای در صنایع استفاده می شود:
دبی سنج حجمی
دبی سنج جرمی
ما در این مقاله فقط مزایا و معایب هریک از فلومترها را بررسی می کینم پس برای مطالعه بیشتر به مقاله جریان سنج چیست مراجعه کنید

دبی سنج حجمی
دبی سنج های حجمی به این دلیل نام گذاری شده اند که این دبی سنج ها حجم سیال عبوری از یک مکان خاص را در یک بازه زمانی مشخص اندازه گیری می کنند. دبی سنج های حجمی یک خروجی آنالوگ ، دیجیتال یا پالس فوری از میزان جریان حجمی مایع یا گاز را فراهم می کنند. انواع مختلف دبی سنج های حجمی به شرح زیر موجود است .

انواع دبی سنج هد دیفرانسیل
* دبی سنج اوریفیس پلیت
* فلومتر ونتوری
* آنوبار
انواع دبی سنج Differential Area (روتامتر)
دبی سنج الکترومغناطیسی
دبی سنج التراسونیک
دبی سنج توربین
دبی سنج گردابی
دبی سنج جابجایی های مثبت

دبی سنج جرمی
دبی سنج جرمی میزان جریان جرم سیالی را که از طریق یک لوله در واحد زمان عبور می کند اندازه گیری می کند. همانطور که در زیر ذکر شده است ، دو نوع دبی سنج جرمی وجود دارد

دبی سنج کوریالیس Coriolis
دبی سنج حرارتی (گرمائیThermal)

دبی سنج دیفرانسیل
اختلاف فشار بین دو طرف بالادست و پایین دست یک محدودیت در یک جریان سیال محدود وجود دارد که مربوط به مربع سرعت سیال است.

Q α √ ▲ P

جایی که Q = میزان جریان و ▲ P = فشار افتراقی بین شیرها

types of flowmeters785281
(شکل 1)

انواع دبی سنج اوریفیس پلیت (شکل 1)
هم مرکز (Concentric) : مناسب برای جریان های مایع، گاز و بخار تمیز و سبک
مختلف المركز(Eccentric) : مناسب برای جریان های ویسکوز بالا از قبیل چسب، قیر و عسل
قطعه ای (Segmental) : مناسب برای جریان های حاوی ذرات جامد و سنگین
کاربرد دبی سنج اوریفیس پلیتOrifice:
شیرهای گوشه ای(<1 اینچ)
شیرهای D و D / 2 (2 تا 16 اینچ)
شیرهای فلنجی(> 16 اینچ)
ویژگی های دبی سنج اوریفیس پلیت Orifice
فشار : بدون محدودیت. محدود توسط فرستنده DP
دما : بدون محدودیت. محدود توسط فرستنده DP
اندازه : حداکثر قطر اندازه لوله است
دامنه جریان: فقط با اندازه لوله محدود می شود.
مایعات / کاربردها: گازها و مایعات برودتی / تمیز / بخار (اشباع شده / بیش از حد گرم شده)
MOC: بدون محدودیت (فولاد / مونل / نیکل / آلیاژ شتابزدگی)
دقت: از 0.25to تا 0 ± متغیر است. 5٪ جریان واقعی. دقت فرستنده DP از ± 0.1 to تا ± 0 متغیر است. 3٪ خطای تمام عیار.
دامنه پذیری 3: 1 تا 5: 1 است.
طول بالادست / طول مستقیم پایین دست 20/5 است
مزایای دبی سنج اوریفیس پلیتOrifice
به راحتی بین فلنج نصب می شود.
ساخت آن ساده و ارزان است.
بدون محدودیت در مواد ساخت ، اندازه خط و سرعت جریان
هزینه نسبتاً مستقل از قطر لوله است از آنجا که هزینه DPT ثابت است.
بدون وقفه در روند تبادل فرستنده DP.
معایب دبی سنج اوریفیس پلیتOrifice
کاهش فشار دائمی بالا و در نتیجه مصرف زیاد انرژی برای غلبه بر افت فشار.
غیرمعمول برای سیستم هایی با فشار استاتیک کم.
محدوده اندازه گیری تا حدود 3: 1 تا 5: 1.
دقت ها با نسبت های بتا بالاتر از تقریباً 0.7 کاهش می یابد.
ممکن است توسط چکش و اشیا خارجی آسیب ببیند

دبی سنج ونتوری
یک دبی سنج ونتوری (شکل 2) نیز با انقباض مایعات و اندازه گیری افت فشار دیفرانسیل ، میزان جریان را اندازه گیری می کند.
در مخروط بالادست دبی سنج ونتوری ، سرعت افزایش می یابد ، فشار کاهش می یابد.
از افت فشار در مخروط بالادست برای اندازه گیری میزان جریان از طریق دستگاه استفاده می شود

ویژگی های دبی سنج ونتوری
فشار: بدون محدودیت. توسط فرستنده DP / لوله فشار داده ها محدود شده.
دما: بدون محدودیت. توسط رتبه بندی فشار فرستنده / لوله DP محدود شده
اندازه ها: 25 میلی متر تا 3000 میلی متر
کاربردها: مایعات تمیز / گازهای تمیز
برای این موارد کاربرد ندارد : مایعات کثیف / خورنده / چسبناک و گازهای کثیف
دامنه جریان: فقط با اندازه لوله و نسبت بتا محدود می شود.
MOC: بدون محدودیت (چدن / فولاد کربن / SS / مونل ، تیتانیوم ، تفلون ، هاستلو ، Naval Bronze / آلیاژ شتاب)
دقت: از 0.25to تا 0 ± متغیر است. 75٪ جریان واقعی. دقت فرستنده DP از 0.1 to تا 0 ± متفاوت است. 3٪ خطای تمام عیار.
دامنه پذیری 3: 1 تا 5: 1 است.
طول بالادست / طول مستقیم پایین دست 20/5 است
مزایای دبی سنج ونتوری
تلفات کمتری نسبت به اوریفیس پلیت ها باعث کاهش هزینه های پمپاژ eqpt می شود.( در هزینه های برق پمپ صرفه جویی کنید)
بدون وقفه روند تبادل فرستنده DP.
برای دمای بسیار بالا می توان از آن استفاده کرد
برودتی یا دمای بالا
معایب دبی سنج ونتوری
بسیار گران
برای رسیدگی و نگهداری بسیار بزرگتر و سنگین تر است

دبی سنج آنوبار
فلومتر آنوبار با عبور جریان سیال از اطراف یک مانع که بر سر راه جریان قرار دارد، فشارهای متفاوتی در جلو و پشت مانع ایجاد می شود که اختلاف آنها متناسب با سرعت یا دبی سیال است. در فلومتر آنوبار اختلاف فشار ایجاد شده، توسط یک وسیله اندازه گیری اختلاف فشار، اندازه گیری شده و دبی سیال با استفاده از روابط حاکم (بر طبق استانداردهای موجود) به دست می آید.

ویژگی های دبی سنج آنوبارAnnubar
فشار : حداکثر 97 میله (38 درجه سانتیگراد) / 55 بار (370 درجه سانتیگراد)
دما : تا 400 درجه سانتیگراد
اندازه ها: 50 میلی متر تا 3000 میلی متر
کاربرد اصلی آنوبار : برای اندازه گیری دبی مایعات و گازهای مختلف و بخار آب در لوله ها و کانالهای با قطر زیاد
MOC: برنج / فولاد / فولاد ضد زنگ / Hastelloy
دقت: از 1 to تا ± 2 of جریان واقعی متفاوت است. دقت فرستندهDP از ± 0.1 to تا ± 0 متغیر است. 3٪ خطای تمام عیار.
دامنه پذیری 3: 1 تا 5: 1 است.
طول بالادست / طول مستقیم پایین دست 20/5 است
مزایای دبی سنج آنوبارAnnubar
فراوانی انتگرال امکان نصب مستقیم فرستنده های DP را فراهم می کند
هات تپ: درج / نصب بدون خاموش شدن سیستم
افت فشار خیلی کم
معایب دبی سنج آنوبار
برای کاربردهای چسبناک و دوغاب مناسب نیست
فقط برای مایعات تمیز قابل استفاده است.

دبی سنج جریان یا دبی سنج روتامتر
یک شناور متحرک آزاد درون یک لوله مخروطی عمودی متعادل است. هنگامی که سیال به سمت بالا جریان می یابد ، شناور در حالت صفر باقی می ماند. سرعت جریان با موقعیت شناور نسبت به مقیاس کالیبره شده نشان داده می شود.

ویژگی های دبی سنج روتامتر Rotameters
فشار: حداکثر 350PSIG (لوله شیشه ای) / 720PSIG (لوله فلزی).
دما : حداکثر 400 درجه سانتیگراد (لوله شیشه ای) / 538 درجه سانتیگراد (لوله فلزی).
اندازه ها: حداکثر 75 میلی متر
مایعات / کاربردها : مایعات ، گازها و بخارات را تمیز کنید
دامنه جریان: حداکثر 920 مکعب در ساعت برای مایعات و 2210 مکعب در ساعت برای گازها
MOC: شیشه بوروسیلیکات / برنج / فولاد / فولاد ضد زنگ / Hastelloy
دقت: از 1 to تا ± 2 of جریان واقعی متفاوت است.
دامنه پذیری 10: 1 است
طول بالادست / طول مستقیم پایین دست 10/5 است
مزایای روتامتر
خروجی ساده ، قوی و خطی
به تكانه خارجي و خطوط سرب نياز ندارد.
افت فشار کم و نسبتاً ثابت است.
معایب روتامتر
فقط نصب عمودی
لوله های شیشه ای فشار و دما را محدود می کنند و در معرض شکست شوک هیدرولیکی و حرارتی قرار می گیرند
لوله های شیشه ای توسط مواد جامد حل نشده و برای اندازه گیری محلول های قلیایی نامناسب هستند
متر لوله فلزی گران تر است.
ذرات خارجی می توانند در اطراف شناور جمع شده و جریان را مسدود کنند

دبی سنج مغناطیسی
طبق قانون القای مغناطیسی فارادی عمل کنید.
هنگامی که یک سیال رسانا در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند ، ولتاژی بین دو الکترود در زاویه راست سرعت سیال و جهت گیری میدان ایجاد می شود.
لوله جریان دارای یک منطقه ثابت و شدت میدان است بنابراین ولتاژ توسعه یافته به طور خطی با سرعت جریان حجمی متناسب است.