فلومتر DP

مشخصات فنی فلومتر DP (فشار تفاضلی)

اندازه گیری فلو به روش محاسبه اختلاف فشار (DP: Differential Pressure)، یکی از رایج ترین تکنولوژی های اندازه گیری دبی یا فلو در خطوط لوله می باشد که در تجهیزات فلومتر اختلاف فشاری به کار می رود.

دلایل زیادی برای استفاده از فلومتر DP یا فشار تفاضلی، برای اندازه گیری فلو یا دبی وجود دارد:

• فلومتر DP بر اساس قوانین معروف فیزیک بخصوص قوانین مربوط به دینامیک سیالات و پدیده انتقال جرم، پایه گذاری شده است.
• تاریخچه طولانی استفاده از این تکنولوژی، منجر به توسعه استانداردهای مخصوص ساخت فلومترهای فشارتفاضلی DP شده است.
• سازندگان فلومتر DP یا فشار تفاضلی، کاتالوگ های زیادی در زمینه کاربردهای عام و خاص این فلومترها و نوع نصب آنها منتشر نموده اند.
• فلومتر فشار تفاضلی دقت و قابلیت تکرارپذیری بالایی دارد.

فلومتر DP اندرس هاوزر

فلومتر DP Endress & Hauser

فلو یا دبی

تئوری فلو (دبی)، مطالعه سیال در حال حرکت است. به هر ماده ایی که بتواند جاری شود سیال گفته می شود. بنابراین این عبارت هم برای مایعات و هم گازها به کاربرده می شود. کنترل و اندازه گیری دقیق سیال جاری در خطوط لوله، نیازمند فهم دقیق فنی بوده و در اکثر صنایع فرآیندی اهمیت بسیاری دارد.

عملکرد فلومتر DP

فلومتر فشار تفاضلی یکی از تجهیزات اندازه گیری فشار است و اساس عملکرد آن، ایجاد یک سد یا مانع در مسیر عبور سیال در لوله می باشد. این موضوع باعث ایجاد اختلاف فشار استاتیک در بالا دست و پایین دست تجهیز می شود. این اختلاف در فشار استاتیک (که اختلاف فشار DP نامیده می شود) اندازه گیری شده و مبنای تعیین فلو یا دبی قرار می گیرد.

میترها یا اندازه گیرهای اختلاف فشار، بسیار محبوب هستند و تخمین زده می شود که حدود 40 درصد از فلومترهای صنعتی که در حال حاضر استفاده می شوند از نوع فلومتر DP با المان اولیه اریفیس پلیت باشند. فلومتر فشار تفاضلی برای اندازه گیری فلوی رنج وسیع و متنوعی از سیالات استفاده می شود، از انواع مایعات و گازها گرفته تا مایعات با ویسکوزیته بالا. فلومتر DP یکی از محبوب ترین تجهیزات ابزار دقیق می باشد و این محبوبیت به دلیل طراحی ساده و هزینه پایین آن است.

المان اولیه که در مسیر سیال قرار می گیرد با ایجاد یک سد و مانع در مسیر لوله، باعث ایجاد اختلاف فشار در فلومتر DP می شود. این اختلاف فشار با یک المان ثانویه که یک ترنسمیتر اختلاف فشار می باشد اندازه گیری می شود. به یک المان سوم در سیستم نیاز است تا به انجام اندازه گیری کمک شود، از جمله پایپینگ ضربه و کانکتورهایی که مسیر فشارهای بالا دست و پایین دست را به سمت ترنسمیتر باز می کنند.

با ایجاد یک مانع مهندسی شده در مسیر لوله، می توان از معادله برنولی برای محاسبه نرخ فلو استفاده کرد. زیرا جذر افت فشار ایجاد شده در مانع قرار گرفته بر سر مسیر لوله با نرخ فلو متناسب است. چند نکته مهم در اندازه گیری فلو توسط فلومتر اختلاف فشاری وجود دارد:

• اطمینان حاصل شود که خطوط ضربه با ذرات و رسوب مسدود نشده باشد.
• جهت خطوط ضربه، صحیح باشد (باید به نوعی باشد که از تراکم گازها در مایعات و بالعکس تراکم مایعات در گازها جلوگیری شود).
• اطمینان حاصل شود که کالیبراسیون دوره ای باعث کاهش دقت نمی شود.

انواع المان های اولیه در فلومتر DP

• اریفیس پلیت
• پیتوت تیوب های تک مجرا و چند مجرا
• ونتوری تیوب ها
• فلونازل ها
• مخروط ها

انتخاب ترنسمیتر در فلومتر اختلاف فشاری

دو نوع ترنسمیتر فشار وجود دارد که در دبی سنج اختلاف فشاری استفاده می شود. نوع اول، ترنسمیتر اختلاف فشار سنتی است که فقط اختلاف فشار را اندازه گیری می کند و هیچ پارامتر کمکی ندارد. نوع دوم، ترنسمیتر چند متغیره است. ترنسمیتر چند متغیره یک ترنسمیتر اختلاف فشار است که قادر به اندازه گیری چند متغیر فرآیندی جداگانه شامل اختلاف فشار، فشار استاتیک و دما می باشد. زمانی که از این ترنسمیتر به عنوان ترنسمیتر فلوی جرمی استفاده می شود، می توان از این مقادیر جداگانه برای جبران تغییرات در دانسیته (چگالی)، ویسکوزیته (گرانروی) و دیگر پارامترهای دبی استفاده کرد.

کاربرد فلومتر DP

• همنواختی محصول: برای محصولاتی که به صورت بچ و ترکیبی هستند باید دارای نسبت های دقیق از مواد تشکیل دهنده آن باشند. دبی سنج اختلاف فشاری به اندازه گیری و انتقال دقیق گازها و مایعات کمک می کند.
• راندمان تولید: سنجش و اندازه گیری فلو (دبی)، بخش وسیعی از متغیرهای کنترلی فرآیند تاثیرگذار بر راندمان را از کنترل بچ در ابتدای خط تولید تا تمیزکاری محصول در انتهای خط تولید تشکیل می دهد.
• کنترل متغیرفرآیندی: فرآیندها اغلب دارای چندین متغیر ورودی هستند. کنترل این متغیرها که شامل کنترل فلو (دبی) نیز می باشد، منجر به تولید محصولی با کیفیت بالا خواهد شد.
• ایمنی: اندازه گیری فلو به روش اختلاف فشار در فلومتر DP، از ایجاد خطرات بسیاری که ایمنی را تهدید می کند جلوگیری می نماید. از جمله این موارد می توان به جلوگیری از سرریز شدن مخازن و کنترل راکتور اشاره کرد.

تاریخچه فلومتر DP

اندازه گیری فلو از هزاران سال پیش زمانی که مصری ها تصمیم گرفتند محصولات کشاورزی را بر اساس سطح نسبی طغیان رودخانه نیل اندازه گیری کنند وجود داشته است. بعدها مهندسان رومی کانال هایی را برای نگهداری آب در شهرها طراحی کردند. کاربران، آب را با استفاده از یک چاه یا روزنه ای که روی سد تعبیه می شد، میزان آب مصرفی را اندازه گیری کنند. علامت گذاری در دیواره آبراهه، شدت جریان در روزنه یا اریفیس تخمینی از میزان جریان مصرفی ارائه می داد. کشف قانون گرانش در سال 1687 توسط نیوتن، ریاضیدان ها و فیزیکدان ها را قادر ساخت که تئوری حرکت و نیرو را به فرمول تبدیل کنند که سرانجام به توسعه روش های اندازه گیری فلو یا دبی منجر شد.