جابجا شدن حجم سیالی از یک نقطه به نقطه ي دیگر را جریان سیال گویند. اما تعریف کمی جریان سیال عبارتست از: مقدار حجم عبوري سیال از یک مقطع معین در واحد زمان.
واحد جریان براي گاز، متر مکعب بر ساعت می باشد. اندازه گیري جریان به دو عامل بستگی دارد:
1. سطح مقطع جریان عبوري (A)
اندازهگیری سرعت هوا و جریان آب از دیرباز مورد توجه انسان بوده است. دانستن جهت و سرعت باد برای جهتیابی و اندازهگیری جریان آب به منظور تقسیم عادلانه آن در جوامع باستانی، از اولین تلاشها برای سنجش دبی سیالات به حساب میآید. امروزه نیز اندازهگیری دبی سیالات در محیطهای صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار است. از دلایل آن میتوان به ایمنی، کنترل فرآیند، کیفیت محصول، راندمان تولید و مدیریت هزینهها اشاره کرد. به تجهیزاتی که برای اندازهگیری نرخ دبی مایعات و گازها مورد استفاده قرار میگیرند، فلومتر یا دبیسنج گفته میشود. در شکل زیر انواع مختلفی از فلومترها نشان داده شده است. در این مقاله، ملاحظات مربوط به انتخاب فلومتر و همچنین انواع فلومترهای پرمصرف در صنعت، شرح داده خواهند شد.
ملاحظات مربوط به انتخاب فلومتر:
اولین گام در اندازهگیری صحیح دبی، توجه به شرایط فرآیند و محیط پیرامون است. موارد مختلفی مانند ساختار فیزیکی و شیمیایی سیال، جهت صحیح نصب، تغییرات آب و هوایی، جنس لولهها، میزان خورندگی سیال و مهمتر از همه، نوع کاربری تجهیز، باید مورد توجه قرار گیرند. این موارد در ادامه به طور خلاصه بررسی میشوند.
مشخصات سیال:
تمام مشخصات مربوط به سیال، شامل ماهیت شیمیایی، فشار، دما، افت فشار مجاز، چگالی (یا وزن مخصوص)، هدایت الکتریکی، ویسکوزیته (نیوتنی یا غیر نیوتنی بودن سیال) و فشار بخار در حداکثر دمای کاری و همچنین چگونگی تغییر این مشخصات در شرایط مختلف باید مد نظر قرار گیرند. ملاحظات ایمنی یا سمی بودن مواد، احتمال تشکیل حباب، امکان وجود ذرات جامد معلق و درجه خورندگی سیال، از مهمترین مواردی هستند که باید به آنها توجه کرد.
دامنه تغییرات فشار و دما:
در هنگام انتخاب فلومتر، حتماْ باید دامنه تغییرات فشار و دما مشخص شود. فشار و دمای سیال در شرایط کاری عادی را باید لحاظ کرد. پر بودن یا خالی ماندن لوله از سیال در زمانهای مختلف، امکان تغییر ناگهانی دما و فشار و الگوی تغییرات آنها را باید مورد بررسی قرار داد تا در هنگام تعمیرات، پیشگیریهای لازم از وقوع خطرات احتمالی انجام شود.
لولهکشی و محل نصب:
در لولهکشی و محل نصب فلومتر، موارد زیادی را باید در نظر گرفت. جهت صحیح نصب فلومتر (برای جلوگیری از حرکت ثقلی مایعات در عبور از فلومتر)، اندازه قطر لولهها، جنس لولهها، سازگاری استانداردهای ساخت لولهها با استانداردهای فلومتر، میزان تحمل فشار در فلنجها، قابلیت دسترسی محل نصب فلومتر (برای تعمیرات احتمالی)، فاصله تا محل نصب شیرهای کنترلی، بررسی احتمال بروز ارتعاشات مکانیکی یا تشکیل میدان مغناطیسی در نزدیکی فلومتر و همچنین طبقهبندی محل نصب تجهیز از نظر امکان بروز انفجار، از مهمترین ملاحظاتی هستند که باید در مرحله لولهکشی در نظر گرفته شوند. اهمیت قابلیت دسترسی محل نصب تجهیز در تصویر زیر گویاست.
دامنه اندازهگیری و دقت دستگاه:
گام بعدی در انتخاب فلومتر مناسب، تعیین دامنه مورد نیاز برای اندازهگیری است. بدین منظور باید حداقل و حداکثر میزان جریان (چه به صورت حجمی و چه به صورت جرمی) را شناخت. مرحله بعدی انتخاب دقت مورد نظر است. معمولاْ دقت فلومتر برحسب درصدی از مقدار اندازهگیری یا درصدی از دامنه تنظیم شده برای تجهیز، تعریف میشود. نیازمندیهای مربوط به دقت، باید برای سه مقدار حداقل، کاری و حداکثر دبی تعریف شوند. در غیر این صورت، از اعتبار مقدار اندازهگیری شده توسط فلومتر کاسته خواهد شد. در کاربردهایی که با خرید و فروش محصول و وزن دقیق آن سر و کار دارند، دقت مطلق، اهمیت دارد. در حالی که در برخی کاربردهای دیگر ممکن است تکرارپذیری عاملی تعیین کننده باشد. به هر حال بهتر است به هر دو مشخصه توجه شود.
واحد اندازهگیری دبی:
یکی دیگر از موارد مهم در انتخاب فلومتر مناسب، واحد اندازهگیری آن است. شاید در نگاه اول تصور شود اندازهگیری جرمی (مانند کیلوگرم بر ساعت) یا حجمی (مانند لیتر بر ساعت) دبی تفاوت چندانی ندارد و میتوان با داشتن چگالی سیال، یکی را به دیگری تبدیل کرد. اما در فرآیندهای صنعتی واقعی، تراکمپذیری سیال و تغییرات دما، عواملی هستند که چگالی (یا در برخی موارد، ویسکوزیته) سیال را تغییر میدهند و تبدیل دبی حجمی به دبی جرمی را با پیچیدگی مواجه میکنند. علاوه بر این، در اندازهگیری دبی حجمی، تشکیل حباب، خطای زیادی ایجاد میکند. بنابراین در چنین مواردی پیش از انجام هرگونه اندازهگیری، هوا و گاز همراه مایع باید جداسازی شود. در غیر این صورت، اندازهگیری حجمی، خطای زیادی به همراه خواهد داشت. در نتیجه، انتخاب اشتباه در این مرحله ممکن است منجر به اتلاف هزینه شود و فلومتر خریداری شده را به یک تجهیز بیمصرف تبدیل کند.