مقدمه:
فلومترهای جابجایی مثبت (PD) با اتکا به مکانیزمهای دقیق و قابل اعتماد، نقش کلیدی در اندازهگیری دقیق حجم سیالات در صنایع مختلف ایفا میکنند. این راهنمای جامع به شما کمک میکند تا با اصول عملکرد، مزایا، معایب، کاربردها و نکات مرتبط با این نوع فلومتر آشنا شوید.
درباره فلومترهای جابجایی مثبت
فناوری اندازه گیری جریان جابجایی مثبت، حجم مایع یا گاز عبوری از فلومتر را با هدایت سیال به منظور جابجایی مکانیکی اجزای داخلی برای اندازهگیری دقیق جریان آن به صورت بستههای مجزا، اندازهگیری میکند. کالیبراسیون دقیق و تلرانسهای مهندسی مناسب، دقت و تکرارپذیری عالی را برای انواع مختلف فلومترهای جابجایی مثبت تضمین میکند.
چرخدنده بیضی، دیسک نوسانکننده، دیافراگمی و چرخدنده حلزونی و همچنین پیستون نوسانی، همگی نمونههایی از انواع اندازهگیری هستند که از جابجایی مثبت برای اندازهگیری دقیق جریان استفاده میکنند. فلومترهای جابجایی مثبت به ویژه برای خطوط کوچکتر، نرخ جریان پایین، ویسکوزیته بالا مناسب هستند و عمر مفید بسیار بالایی دارند، به خصوص در مورد سیالات روان کننده و به خوبی فیلتر شده.
فلومترهای جابجایی مثبت چگونه کار میکنند؟
فلومترهای جابجایی مثبت برای جابجایی حجمهای معینی از سیال یا گاز از قطعات متحرک استفاده میکنند و این قطعات متحرک باید به طور مؤثری در برابر یکدیگر آب بندی شوند تا از نشتی در بخش اندازه گیری جلوگیری شود (که باعث میشود فلومتر جریان کمتری را نسبت به مقدار واقعی نشان دهد).
در واقع، ویژگی بارز هر فلومتر جابجایی مثبت این است که سیال یا گاز نمیتواند بدون تحت تأثیر قرار دادن مکانیزم از آن عبور کند و همچنین مکانیزم نمیتواند بدون عبور سیال یا گاز حرکت کند. هر چیزی که وارد میشود، خارج میشود و بنابراین اندازهگیری میشود، به همین دلیل است که باید به گازهای همراه با مایع و حذف اولیه آنها برای جلوگیری از عدم دقت اندازهگیری در اندازه گیری مایعات توجه ویژهای شود.
مایعات با ویسکوزیته بسیار کم در جریانهای پایین نیز مشکلات منحصر به فردی را برای فلومترهای جابجایی مثبت ایجاد میکنند.
توضیح شکل 1: انواع فلومترهای جابجایی مثبت
این شکل، نمونههایی از انواع فلومترهای جابجایی مثبت را نشان میدهد، از جمله:
چرخدنده بیضی (Oval Gear):
- دو چرخدنده بیضی شکل درگیر میشوند که با عبور سیال از محفظه اندازهگیری میچرخند.
- با عبور سیال از محفظه اندازه گیری از طریق درگاه ورودی، سیال چرخ دندههای داخلی را مجبور به چرخش میکند و از درگاه خروجی خارج میشود. هر چرخش چرخدنده، حجم معینی از سیال را جابجا میسازد. خلاصیهای کنترل شده بین چرخدندهها و دیواره محفظه، حداقل نشتی را تضمین میکند. با چرخش چرخدندهها، آهنربای موجود در هر انتهای چرخدنده، سوییچ مغزی (reed switch) را فعال میکند و پالسها را به نمایشگر یا خروجی پالس خام ارسال مینماید.
دیسک نوسانکننده (Nutating Disc):
- یک دیسک بیضی شکل در محفظه اندازه گیری نوسان میکند و حجم سیال را اندازه گیری میکند.
پیستون (Piston):
- یک پیستون درون سیلندر حرکت میکند و حجم سیال را اندازه گیری میکند.
پره دوار (Rotary Vane):
- یک یا چند پره در محفظه اندازه گیری میچرخند و حجم سیال را اندازه گیری میکنند.
توضیح شکل 2: اصل عملکرد فلومتر جابجایی مثبت (فلومتر گاز دیافراگمی)
این شکل، نحوه عملکرد فلومتر گاز دیافراگمی را نشان میدهد که نوعی فلومتر جابجایی مثبت است.
مزایا:
- قابلیت اندازه گیری مایعات رقیق و بسیار ویسکوز
- اندازه گیری بسیار دقیق و تکرارپذیر
- اندازه گیری خطی جریان
- وجود مدلهای مناسب برای جریان کم
- مناسب برای کاربردهایی که در آنها دما و چگالی نوسان دارد
- تحمل جریانهای ضربانی
- عدم تأثیر از پروفیل جریان
- افت فشار کم در بدنه فلومتر
- تأیید شده توسط سازمان اوزان و مقیاسها (برای برخی مدلها)
- مناسب برای مناطق خطرناک
- هزینه مالکیت پایین / طراحی اثبات شده
- قابلیت نصب در لولههای افقی یا عمودی
- نمایشگر مکانیکی سنتی یا گزینههای نمایشگر دیجیتال
معایب:
- مناسب برای مایعات حاوی هوای مخلوط نیست زیرا منجر به قرائتهای نادرست میشود.
- مناسب برای مایعات حساس به برش نیست.
- مناسب برای مایعات حاوی ذرات یا آلودگی نیست (نیاز به فیلتراسیون دارد).
- در سایزهای بزرگ گرانتر هستند.
- اکثر فلومترهای جابجایی مثبت فقط برای مایعات مناسب هستند (برخی مدلها میتوانند گاز را نیز اندازه گیری کنند).
- برای سیالات ساینده مناسب نیستند.
- قطعات متحرک و گاهی اوقات مکانیزمهای پیچیده نیاز به سرویس تخصصی دارند.
- مایعات با ویسکوزیته پایین محدوده اندازهگیری را محدود میکنند.
کاربردهای رایج فلومترهای جابجایی مثبت
فلومترهای جابجایی مثبت به دلیل دقت، تکرارپذیری و قابلیت اطمینان بالا، در طیف گستردهای از کاربردها استفاده میشوند. برخی از کاربردهای رایج این فلومترها عبارتند از:
صنعت نفت و گاز:
- اندازه گیری جریان نفت خام، گاز طبیعی و محصولات پالایشگاهی
- اندازه گیری تزریق مواد شیمیایی در چاههای نفت و گاز
- اندازه گیری بارگیری و تخلیه تانکرها
صنعت شیمیایی و پتروشیمی:
- اندازه گیری جریان مواد اولیه، محصولات نهایی و مواد شیمیایی واسطه
- اندازه گیری دوز مواد شیمیایی در فرآیندهای تولید
- اندازه گیری انتقال مواد شیمیایی خطرناک
صنعت مواد غذایی و آشامیدنی:
- اندازه گیری جریان شیر، آب میوه، نوشابه و سایر مایعات خوراکی
- اندازه گیری دوز مواد افزودنی و طعمدهندهها
- اندازه گیری پر کردن و بستهبندی محصولات
صنعت دارویی:
- اندازه گیری جریان مواد خام دارویی، محصولات نهایی و مواد واسطه
- اندازه گیری دوز داروها در فرآیندهای تولید
- اندازه گیری انتقال مایعات استریل
صنعت آب و فاضلاب:
- اندازه گیری جریان آب آشامیدنی و آب فاضلاب
- اندازه گیری جریان مواد شیمیایی در تصفیهخانههای آب و فاضلاب
- اندازه گیری نشتی در خطوط لوله آب
صنایع دیگر:
- اندازه گیری جریان رنگ، جوهر و سایر سیالات چاپ
- اندازه گیری جریان چسب، رزین و سایر مواد پوششی
- اندازه گیری جریان گازهای فشرده و مایعشده
فلومترهای جابجایی مثبت به دلیل تنوع و قابلیت اطمینان بالا، گزینهای ایدهآل برای طیف گستردهای از کاربردهای اندازهگیری جریان هستند.
نکاتی در مورد انتخاب فلومتر جابجایی مثبت مناسب:
- نوع سیال: فلومترهای جابجایی مثبت برای انواع مختلف سیالات، از جمله مایعات، گازها و دوغابها موجود هستند.
- نرخ جریان: فلومترها در طیف گستردهای از نرخ جریان، از جریانهای کم تا جریانهای بالا، موجود هستند.
- دقت: فلومترها با سطوح مختلف دقت، از جمله دقت بالا برای کاربردهای حساس، موجود هستند.
- فشار: فلومترها برای تحمل فشارهای مختلف، از جمله فشارهای بالا، طراحی شدهاند.
- دما: فلومترها برای کار در طیف گستردهای از دما، از جمله دماهای بالا و پایین، موجود هستند.
- مواد: فلومترها از مواد مختلفی، از جمله فلزات ضد زنگ، پلاستیک و کامپوزیت، ساخته میشوند.
انتخاب فلومتر جابجایی مثبت مناسب برای یک کاربرد خاص به عوامل مختلفی از جمله نوع سیال، نرخ جریان، دقت مورد نیاز، فشار، دما و مواد مورد استفاده بستگی دارد.
انتخاب فلومترمناسب برای یک کاربرد خاص نیاز به بررسی دقیق عوامل مختلفی از جمله نوع سیال، اندازه ، دقت مورد نیاز، شرایط محیطی و بودجه دارد. برای انتخاب فلومتر مناسب، می توانید با متخصصان مجرب در این زمینه مشورت کنید.
مهندس رضا تاج
📞 تلفن تماس: ۰۹۱۵۱۲۱۱۲۳۹
🌐 وبسایت: www.ehyagran.ir
📧 ایمیل: ehyagran.ir@gmail.com
