جریان حجمی در مقابل جریان جرمی
جریان سنج حجمی می توانند تغییرات دما و فشار را جبران کنند. با این حال ، آنها باید با سنسورهای دما و فشار و یک رایانه جریان برای اصلاح این تغییرات استفاده شوند. این رویکرد نه تنها گران است، بلکه نادرست است زیرا باید نادرستی های اندازه گیر جریان حجمی ، سنسور فشار و سنسور دما را برای دقت کلی جریان سنج های گاز اضافه کرد.
جریان سنج های جرمی این مشکل را با ارائه یک جریان جریان مستقیم جرمی که در برابر تغییرات دما و فشار فرآیند مصون است، حل می کنند. اندازه گیری جریان جرم حرارتی و جریان سنج های جدید Coriolis برای گازها ، راه حل مناسبی برای محلول های اندازه گیری جریان گاز ارائه می دهند. هزینه انتخاب جریان سنج اشتباه - از نظر تعمیر و نگهداری بیشتر ، تعمیرات و لوازم یدکی در کارخانه های فرآیند می تواند به سرعت ده ها هزار دلار افزایش یابد. اگر حوادث ایمنی، کیفیت پایین محصول، کاهش تولید یا مسائل مربوط به سازگاری با محیط زیست رخ دهد، هزینه عدم تشخیص تفاوت های ظریف در هوا و دیگر فناوری های اندازه گیری جریان گاز می تواند مجازات کننده باشد.
جریان در مقابل سرعت
با اکثر مترهای جریان گاز، سرعت جریان به طور استنباطی با اندازه گیری سرعت گاز یا تغییر در انرژی جنبشی تعیین می شود.
سرعت بستگی به دیفرانسیل فشاری دارد که گاز را از طریق لوله مجبور می کند. از آنجا که سطح مقطع لوله شناخته شده است و ثابت می ماند ، سرعت متوسط نشان دهنده سرعت جریان است.
رابطه اساسی برای تعیین میزان جریان گاز
Q = V x A
جایی که
- Q = جریان گاز از طریق لوله
- V = سرعت متوسط جریان
- A = سطح مقطع لوله
Q بالا سرعت جریان حجمی در فشار و دمای خاص است. این معمولاً شرایط واقعی نامیده می شود.
شرایط واقعی در مقابل شرایط استاندارد یا عادی
شرایط مرجع شما چیست؟
هنگام تعیین اندازه متر جریان گاز جریانهای واقعی در ACMH یا ACFM باید به جریان های عادی (یا جریان استاندارد) تبدیل شوند تا مشخص شود که آیا می توان برای یک کاربرد معین ، فلوی گاز تعیین کرد. این تبدیل با استفاده از قانون گاز ایده آل انجام می شود. کاربران فلوی گاز برای مقایسه جریانهای مختلف موجود در شرایط مختلف فشار و دما به یک شرط مرجع نیاز دارند. با این حال ، مشکل شرایط عادی یا استاندارد این است که بسته به اینکه با چه کسی صحبت می کنید ، چندین مرجع فشار و دما وجود دارد.
تاثیر چگالی بر گاز
چگالی اندازه گیری جرم بر واحد حجم است. چگالی متوسط یک جسم مساوی با جرم کل آن بر حجم کل آن است. یک شیء ساخته شده از یک ماده نسبتاً متراکم (مانند آهن) دارای حجم کمتری است.
جسمی با جرم مساوی از ماده ای با چگالی کمتر (مانند هوا). فرمول چگالی d = M/V است ، جایی که d چگالی ، M جرم و V حجم است. چگالی معمولاً بر حسب واحد گرم بر سانتی متر مکعب بیان می شود. به عنوان مثال، چگالی هوا 1.2 کیلوگرم در متر مکعب است. برای اندازه گیری جریان ، جریان جرم = جریان حجمی (Q) چگالی (d) را تعیین می کند. حجم گازها با تغییرات جزئی فشار و دما تغییر می کند، در حالی که جرم آن هرگز تغییر نمی کند.
اندازه گیری جریان جرم برای گازها
مترهای حرارتی
متداول ترین جریان سنج جرمی که برای گازها استفاده می شود ، جریان سنج حرارتی یا جریان سنج پراکندگی حرارتی سری هستند. از روش اختلاف دمای ثابت برای اندازه گیری سرعت جریان جرم گاز استفاده می کند.
شامل دو سنسور RTD پلاتینی مرجع است که در یک غلاف محافظ 316 SS پوشانده شده است. دارای جریان مستقیم جرم برای گازها ، دامنه وسیع ، افت فشار کم ، حساسیت بسیار پایین و بدون قطعات متحرک.
متر جریان جرم کوریولیس
جریان سنج کوریولیس برای اندازه گیری جریان مایع توسعه داده شد. با این حال ، پیشرفت در تکنولوژی Coriolis امکان استفاده از آنها را برای گازها فراهم کرده است. برخلاف مترهای جرمی حرارتی که برای فشار کم و دبی پایین بسیار عالی هستند ، جریان سنج های کوریولیس با فشارها و دبی های بالاتر بهتر کار می کند. اصل عملکرد جریان سنج جرمی کوریولیس شامل القای ارتعاش لوله جریان است که سیال از آن عبور می کند. ارتعاش ، اگرچه کاملاً دایره ای نیست ، اما قاب مرجع چرخشی را ایجاد می کند که باعث ایجاد اثر کوریولیس می شود. در حالی که روش های خاص با توجه به طراحی جریان سنج متفاوت است ، حسگرها تغییرات فرکانس ، تغییر فاز و دامنه لوله های ارتعاشی را رصد و تحلیل می کنند. تغییرات مشاهده شده نشان دهنده سرعت جرم و چگالی سیال است.
جریان جرمی
لوله های اندازه گیری مجبور به نوسان هستند و موج سینوسی تولید می کنند. در جریان صفر ، دو لوله در فاز با یکدیگر ارتعاش می کنند. هنگامی که جریان وارد می شود ، نیروهای کوریولیس باعث پیچ خوردگی لوله ها می شوند که منجر به تغییر فاز می شود. اختلاف زمانی بین امواج اندازه گیری می شود و مستقیماً با سرعت جریان جرم متناسب است. همانطور که در بالا ذکر شد ، تغییر فشار و فشار بر چگالی گازها منجر به عدم دقت در استفاده از مترهای حجمی می شود ، مگر اینکه البته آنها به طور کامل جبران شوند.
جریان سنج های جرمی این مشکل را با ارائه یک جریان جریان مستقیم جرمی که در برابر تغییرات دما و فشار فرآیند مصون است ، حل می کنند.
انواع دیگر فلومترها
- جریان سنج مایع
- دستگاه های اندازه گیری جریان بخار
- جریان سنج کوریولیس