اندازهگیری فلو (جریان سیال) یکی از اصلیترین فرآیندها در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، نیروگاهها و غیره است. اندازهگیری فلو میتواند به دو صورت جرمی (Mass Flow) و حجمی (Volumetric Flow) انجام شود و برای کنترل، پایش و بهبود فرآیندها استفاده میشود.
روشهای اندازهگیری جریان
اندازهگیری جریان به روشهای مختلفی انجام میشود که انتخاب آن به نوع سیال (مایع، گاز، بخار)، شرایط فرآیند (فشار، دما، چگالی)، و نیاز دقت بستگی دارد.
1. فلومترهای اختلاف فشاری (Differential Pressure Flowmeters)
- اصول کار: اختلاف فشار ایجاد شده در اثر عبور سیال از یک مانع اندازهگیری میشود.
- انواع:
- اوریفیس پلیت (Orifice Plate)
- ونتوری متر (Venturi Meter)
- نازل جریان (Flow Nozzle)
- مزایا: ساده، ارزان، و مناسب برای طیف گستردهای از سیالات.
- معایب: افت فشار دائمی و نیاز به نصب دقیق.
2. فلومتر توربینی (Turbine Flowmeter)
- اصول کار: یک توربین در مسیر جریان قرار گرفته و سرعت چرخش آن متناسب با جریان است.
- مزایا: دقت بالا برای مایعات و گازها.
- معایب: حساس به رسوبات و ذرات جامد.
3. فلومتر جابجایی مثبت (Positive Displacement Flowmeter)
- اصول کار: حجم مشخصی از سیال در هر سیکل اندازهگیری میشود.
- انواع:
- دندهای (Gear)
- پیستونی (Piston)
- مزایا: مناسب برای دبیهای کم و سیالات ویسکوز.
- معایب: محدود به سیالات تمیز.
4. فلومتر اولتراسونیک (Ultrasonic Flowmeter)
- اصول کار: از امواج صوتی برای اندازهگیری سرعت جریان استفاده میشود.
- انواع:
- عبوری (Transit-Time)
- داپلر (Doppler)
- مزایا: بدون تماس، مناسب برای سیالات مختلف.
- معایب: هزینه بالا و حساس به حبابها و ذرات.
5. فلومتر مغناطیسی (Electromagnetic Flowmeter)
- اصول کار: بر اساس قانون فارادی، جریان سیال هادی الکتریسیته در یک میدان مغناطیسی ولتاژ تولید میکند.
- مزایا: مناسب برای سیالات رسانا، بدون افت فشار.
- معایب: محدود به سیالات رسانا.
6. فلومتر جرمی (Mass Flowmeter)
- اصول کار: اندازهگیری جریان جرمی مستقیم با استفاده از نیروی کوریولیس یا هدایت حرارتی.
- انواع:
- کوریولیس (Coriolis Flowmeter)
- حرارتی (Thermal Mass Flowmeter)
- مزایا: اندازهگیری مستقیم جرم سیال، دقت بالا.
- معایب: هزینه بالا.
7. فلومتر ورتکس (Vortex Flowmeter)
- اصول کار: ایجاد گردابهها (Vortex) در جریان و شمارش فرکانس آنها.
- مزایا: مناسب برای گازها، مایعات و بخار.
- معایب: نیاز به سرعت جریان حداقل.
فاکتورهای مهم در انتخاب فلومتر:
- نوع سیال: مایع، گاز، بخار.
- ویژگیهای سیال: دما، فشار، ویسکوزیته، چگالی.
- محدوده دبی: کمینه و بیشینه جریان.
- شرایط فرآیند: مانند وجود ذرات جامد، رسوبات، یا مواد خورنده.
- دقت موردنیاز: تلرانس مجاز در اندازهگیری.
- هزینه و نگهداری: هزینه نصب، تعمیرات و عمر مفید.
استانداردهای مرتبط:
- ISO 5167: برای فلومترهای اختلاف فشاری.
- ASME MFC: برای انواع فلومترها.
- AGA: برای اندازهگیری گازهای طبیعی.