کاربردهای اولیه فلومتر ونتوری در مهندسی سیالات و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی آغاز شد، اما پس از مدتی با بهبودهای فنی، به صورت گسترده در صنایع شیمیایی و فرآیندی به کار گرفته شد. مزیت کلیدی این دستگاه‌ها این است که به کاهش حداقلی افت فشار کمک می‌کنند، در حالی که دقت بالا و عملکرد بدون حرکت مکانیکی، آن‌ها را گزینه‌ای مناسب برای سیالات مختلف با خواص متنوع، از جمله سیالات کثیف یا حاوی ذرات معلق کرده است.
فلومتر ونتوری چیست؟
فلومتر ونتوری (Venturi Flowmeter) دستگاهی برای اندازه‌گیری جریان سیالات است که از اصل معادله برنولی برای سنجش دقیق نرخ جریان استفاده می‌کند. ساختار این تجهیز به‌نحوی است که از یک لوله مخروطی با گلوی باریک تشکیل شده است که باعث انقباض در سرعت عبور سیال می‌شود.
همانطور که سیال از طریق لوله ونتوری عبور می‌کند، سرعت آن افزایش می یابد و منجر به کاهش فشار می شود. این اختلاف فشار برای تعیین میزان جریان سیالات استفاده می شود.
لوله‌های ونتوری توانایی اندازه‌گیری دقیق، افت فشار کم و سازگاری با سیالات مختلف را دارند. فلومتر ونتوری در صنایعی مانند نفت و گاز، فرآوری شیمیایی و تصفیه آب به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اساس کار لوله ونتوری
اصول کار یک لوله ونچوری بر اساس معادله برنولی است، که با افزایش سرعت سیال، فشار آن کاهش می یابد. لوله ونتوری چیزی نیست جز یک لوله که دربخشی از لوله انقباض وجود دارد. همچنین این تجهیز دارای یک بخش نازل همگرا در بالادست و یک بخش واگرا در سمت پایین دست است که وظیفه ایجاد اثر ونتوری در سیال را دارد.
دو انشعاب P1 و P2 از لوله ونچوری که اختصارا Tapping نام دارد، برای تشخیص مقدار فشار ورودی و فشار گلویی تعبیه شده است. یک ترانسمیتر اختلاف فشار (PDT) بین دو نقطه (بخش همگرا و واگرا) برای تعیین فشار دیفرانسیل سیال نصب می‌شود. سنسور DP فشار جریان سیال را در بالادست و پایین دست را اندازه گیری می‌کند. فشار دیفرانسیل (P1-P2) متناسب با سرعت جریان است و می تواند با معادلات ریاضی و کالیبراسیون مناسب همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، فلو را تعیین کرد.
اختلاف فشار بین ورودی فلومتر و گلوگاه به طور مستقیم با سرعت جریان سیال متناسب است. شما می توانید با اندازه گیری این افت فشار و با استفاده از معادله ونتوری که در عکس نشان داده شده است ، دبی را تعیین کنید. این معادله، چگالی سیال و اصل بقای انرژی را بیان می‌کند. در معادله نشان داده شده در تصویر، Q سرعت سیال و Cd ضریب تخلیه ونتوری، Ao مساحت گلویی، P1 فشار در ورودی، P2 فشار گلویی، ρ چگالی سیال و β نسبت قطر گلویی به قطر ورودی فلومتر است.
انواع فلومتر ونتوری از لحاظ کاربرد
به طور معمول سه نوع ونتوری متر موجود است:
ونتوری متر افقی
این نوع ونتوریمتر دارای بیشترین انرژی جنبشی و کمترین انرژی پتانسیل است.
ونتوری متر عمودی
این نوع دارای حداکثر انرژی پتانسیل و حداقل انرژی جنبشی است.
ونتوری متر شیبدار
در این مدل هر دو انرژی پتانسیل و جنبشی در حد بالا قرار دارند.
انواع فلومتر ونتوری از لحاظ ساخت
لوله ونتوری در وسط خطوط انتقال سیالات از طریق جوشکاری یا فلنج نصب می‌شود. تا اطمینان حاصل شود که خط لوله در حین کار کاملاً با یک مایع پر شده باشد.
فلنجی Flanged
جوشی Weld-In
دُرجی Insertion
در ادامه هر کدام از این فلومترها را مورد برسی قرار می‌دهیم.
ونتوری فلنجی
همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است، لوله های ونتوری از نوع فلنجی گونه ای تخصصی از لوله های ونتوری هستند که در ابتدا و انتهای دستگاه از فلنج برای نصب و اتصال راحت در یک سیستم خطوط لوله ساخته شده‌اند. بعبارتی فلنج ها باعث نصب ایمن ونتوری‌ها درخطوط لوله می‌شوند از این رو این نوع ونتوری به اتصال قوی وبدون نشت معروف است و اندازه گیری جریان، به صورت قابل اعتماد و دقیق را تضمین می‌کند.
منبع
- پنجشنبه ۱۳ دی ۰۳ ۱۶:۲۸
- ۱ بازديد
- ۰ نظر
