paddle wheel flow meter

فلومتر توربینی

فلومتر توربینی:

فلومترهاي توربینی مانند اریفیسی ها از نوع استنتاجی می باشند، زیرا این فلومترها سرعت سیال عبوري را اندازه گیري و از روي آن با استفاده از اصلاح فشار و دما حجم سیال عبوري را محاسبه می کنند. سیال در حال حرکت از درون فلومتر با برخورد به یک روتور پره دار، یک سرعت چرخشی متناسب با نرخ جریان ایجاد می کند. لذا سرعت سیال با شمارش تعداد چرخش هاي روتور، تعیین می شود. فشار و دما می تواند در نقاط پیش بینی شده در ساختمان کنتور که نقاط مخصوص و مناسب اندازه گیري می باشد، اندازه گیري شوند .

فلومتر توربینی

موارد کاربرد کنتور های توربینی:

1. کنتورهاي توربینی براي اندازه گیري جریان مایعات، گازهـا و برخـی انـواع آن بـراي انـدازه گیـري جریان بخار به کار برده می شوند

2. کنتور هاي توربینی در مواردي که به دقت بالا نیاز باشد به کار برده می شوند زیرا داراي دقت عـالی می باشند.

3. کنتور های توربینی در مواردي که دامنه جریان بالاست یعنی فاصله بین حـداقل جریـان و حـداکثر جریان زیاد باشد، بکار برده می شود.

4. استفاده از کنتورهاي توربینی به تمیزي سیال محدود می شود.

5. کنتور هاي توربینی نسبت به قیمت خود، داراي کارکرد با کیفیت منحصر بفـرد در شـرایط کـاربرد تعریف شده خود می باشند.

اجزاء کنتور توربینی:

مجموعه کنتورهاي توربینی در طراحی هاي مختلف داراي قطعات و اجزاء گوناگونی می باشند که عموماً شامل موارد ذیل است

1. کانال ورودی (intel chanel)

2. هدایت گر جریان (flow guide)

3. چرخ توربین (turbine wheel or rotor)

4. کانال خروجی (outlet chanel)

5. کوپلینگ مغناطیسی (magnetic copling)

6. نمایش گر، شماره انداز یا تجمیع کننده (totalizer, counter, index)

7. بال بیرینگ ها (ball bearings)

8. چرخ دنده ها (gears)

9. شفت (shaft)

10. مولد های پالس (pulser)

فلومتر توربینی (یک نمونه واقعی)

تبدیل حجم به کمیت (جرم، حجم استاندارد):

کنتور توربینی توسط چرخ دنده هایی به قسمت اندازه گیر متصل شده تا کمیت مورد نظر را اندازه گیري نماید. کمیت می تواند در عبارات "استاندارد"، "نرمال"، یا حجم پایه یا عبارت هاي جرمی بیان شود. حجم اندازه گیري شده به وسیله ي کنتور تحت فشار و دماي عملیاتی می تواند به روش هاي متفاوت به حجم در فشار و دماي پایه یا استاندارد تبدیل شود.

معمول ترین روش، روش PTZ می باشد. فشار گاز در محل تعبیه شده بـر روي بدنه ي کنتور و دما بلافاصله در پایین دست جریان اندازه گیري می شود. فشار و دماي استاندارد مقادیر ثابتی هستند. فشار پایه اغلب bar 1.01325 می باشد اما براي دماي پایه مقادیر ℃0، ℃15 و ℉60 استفاده می شوند. فاکتور تراکم پذیري Z می تواند از درصد ترکیبات گاز محاسبه شود. تراکم پذیري مقدار ثابت ندارد اما بـا فشـار و دمـا متغیـر است. تصحیح هاي گوناگونی براي محاسبه ضریب تراکم پذیري از ترکیب، فشار و دما موجود است.

معادله ي محاسبه حجم پایه بدین صورت است :

V_b=V_m.P_m/P_b .Z_b/Z_m .T_b/T_m

در این معادله زیر نویس m اشاره به مقادیر اندازه گیري شده در شرایط عملیاتی دارد و در مـورد Zm که ضریب تراکم پذیري در شرایط عملیاتی است که به وسیله مشخص کردن ترکیب گاز و فشار و دماي عملیاتی تعیین می شود. زیر نویس b براي مقادیر در شرایط پایه استفاده می شود.

براي فشارهاي که، مقدار Zb/Zm بسیار نزدیک به 1 است و تحت آن شرایط معمولا گاز غیر قابل تراکم فرض می شود. (Zb=Zm=Z)

5-2-4-4 رنج پذیری (Rangeability):

حداقل و حداکثر نرخ جریانی که یک کنتور در محدوده ي دقت مشخص در فاصله میان آن دو کار می کند به نام rangeability خوانده می شود. ماکزیمم خطا براي این منظور در 9951 ISO ،2%± مقدار واقعی در نرخ جریان پایین و 1%± در نرخ جریان بالا تعیین شده است .

نرخ جریان بالا عبارتست از گستره اي از نرخ جریان مابین ماکزیمم جریـان Qmax و Qmax20% و نرخ جریان پایین عبارتست از جریان هاي با نرخ مابین Qmax20% و نرخ جریان حداقل Qmin .

مشخصه ي رنج پذیري (Rangeability) کنتورهاي توربینی به صورت نرمـال 1 بـه 20 مـی باشـد (بـه استثناي فلومترهاي بسیار کوچک)، همچنین گستره ي اندازه گیري یک کنتور توربینی به دانسیته ي گاز مـورد استفاده بستگی دارد، هرچه دانسیته ي گاز بالاتر باشد، گستره ي اندازه گیري بزرگتر است. در انتهاي پـایین تر گستره ي اندازه گیري، محدودیت به دلیل اصطکاك مکانیکی بیرینگ ها و ثبات و شـمارنده، ایجاد شده است. یک گاز با دانسیته ي بالا می تواند گشتاور بیشتري براي غلبه بر اصطکاك اعمال نماید.

وابستگی به عدد رینولدز:

تشریح شد که تحت Rangeability که حد پایین آن به وسیله اصـطکاك مکانیکی تعیین مـی شود و به وسیله ي افزایش دانسیته و بنابراین با افزایش فشار، این گستره ي اندازه گیري توسعه می یابد. در نرخ جریان هاي بالاتر که نیروهاي اصطکاکی در مقایسه با نیروهاي هیدرودینامیکی، بسیار کوچک می باشند، خطا به وسیله عدد رینولدز تعیین می گردد. عدد رینولدز به نرخ جریان، دانسیته و ویسکوزیته ي دینامیکی گاز بستگی دارد :

R_e=K.Q. ρ/η