كيفية حساب معدل التدفق الذي يقيسه مقياس التدفق الدوامي؟

مرحبًا يا من هناك! أنا أحد موردي أجهزة قياس التدفق الدوامي، وأريد اليوم التحدث حول كيفية حساب معدل التدفق الذي يتم قياسه بواسطة مقياس التدفق الدوامي. إنه موضوع رائع جدًا، وسأقوم بتفصيله بطريقة يسهل فهمها.

أولاً، دعونا نتحدث قليلاً عن ماهية مقياس الجريان الدوامي. مقياس التدفق الدوامي هو جهاز يستخدم لقياس معدل تدفق السوائل (السوائل والغازات والبخار) في الأنبوب. إنه يعمل على مبدأ شارع von Kármán vortex. عندما يتدفق مائع عبر جسم منحدر (جسم غير انسيابي) موضوع في مسار التدفق، تتساقط الدوامات بالتناوب من جانبي جسم المخادع. يتناسب تردد تساقط الدوامات بشكل مباشر مع سرعة تدفق السائل.

الآن، دعونا ندخل في التفاصيل الجوهرية لحساب معدل التدفق. الصيغة الأساسية لحساب معدل التدفق باستخدام مقياس الجريان الدوامي هي:

$س = و / ك $

أين:

• $Q$ هو معدل التدفق الحجمي (بوحدات مثل متر مكعب في الساعة، $m^{3}/h$، أو جالون في الدقيقة، GPM).
• $f$ هو تكرار تساقط الدوامة (يتم قياسه بالهرتز، هرتز).
• $K$ هو عامل المتر (بوحدات النبضات لكل وحدة حجم، على سبيل المثال، النبضات لكل متر مكعب، $p/m^{3}$).

عامل العداد $K$ هو ثابت معايرة خاص بكل مقياس تدفق دوامي. ويتم تحديده أثناء عملية المعايرة في المصنع. وتأخذ المعايرة في الاعتبار الخصائص الفيزيائية لمقياس التدفق، مثل حجم جسم المخادع والقطر الداخلي لأنبوب التدفق.

لنفترض أنك قمت بتثبيت مقياس التدفق الدوامي في خط أنابيب، وقمت بقياس تردد تساقط الدوامة. يمكنك ببساطة تقسيم هذا التردد على عامل المتر للحصول على معدل التدفق الحجمي. على سبيل المثال، إذا كان تردد تساقط الدوامة $f = 50$ هرتز وعامل المتر $K = 100$ نبضات لكل متر مكعب، فإن معدل التدفق الحجمي $Q$ هو:

$Q=\frac{50}{100}=0.5m^{3}/h$

لكن الأمر ليس بهذه السهولة دائمًا. هناك بعض الأشياء التي تحتاج إلى النظر فيها.

تأثيرات درجة الحرارة والضغط

يمكن أن تتغير كثافة السائل مع درجة الحرارة والضغط. بالنسبة للغازات والبخار، هذا مهم بشكل خاص. عندما تتغير الكثافة، تتغير أيضًا العلاقة بين معدل التدفق الحجمي ومعدل التدفق الكتلي. ولمراعاة ذلك، قد تحتاج إلى قياس درجة حرارة وضغط السائل واستخدام قانون الغاز المثالي أو غيره من المعادلات المناسبة لتحويل معدل التدفق الحجمي إلى معدل التدفق الكتلي.

يتم إعطاء قانون الغاز المثالي بواسطة:

$PV = nRT$

أين:

• $P$ هو ضغط الغاز.
• $V$ هو حجم الغاز.
• $n$ هو عدد مولات الغاز.
• $R$ هو ثابت الغاز المثالي.
• $T$ هي درجة الحرارة المطلقة للغاز.

إذا كنت تعرف الضغط ودرجة الحرارة ومعدل التدفق الحجمي، فيمكنك حساب معدل التدفق الكتلي باستخدام كثافة الغاز في الظروف المحددة.

اللزوجة ورقم رينولدز

يمكن أن تؤثر لزوجة السائل أيضًا على أداء مقياس التدفق الدوامي. رقم رينولدز ($Re$) هو كمية بلا أبعاد تصف نظام التدفق (الصفي أو المضطرب) ويتم الحصول عليها بواسطة:

$Re=\frac{\rho vD}{\mu}$

أين:

• $\rho$ هي كثافة السائل.
• $v$ هي سرعة السائل.
• $D$ هو قطر الأنبوب.
• $\mu$ هي اللزوجة الديناميكية للسائل.

تعمل أجهزة قياس التدفق الدوامي بشكل أفضل في نظام التدفق المضطرب، عادةً عندما يكون رقم رينولدز أعلى من قيمة معينة (عادة حوالي 10^{4}$). إذا كان رقم رينولدز منخفضًا جدًا، فقد يصبح تساقط الدوامة غير مستقر، وقد لا يعطي مقياس الجريان قراءات دقيقة.

اعتبارات التثبيت

يمكن أن يؤثر تركيب مقياس التدفق الدوامي أيضًا على دقة قياس معدل التدفق. ويجب أن يتم تركيبه في قسم مستقيم من خط الأنابيب، بعيداً عن أي اضطرابات مثل الأكواع أو الصمامات أو المضخات. عادة ما يتم تحديد متطلبات التشغيل المستقيم من المنبع والمصب من قبل الشركة المصنعة. على سبيل المثال، من المتطلبات الشائعة أن يكون لديك ما لا يقل عن 10 أقطار من الأنابيب المستقيمة في اتجاه المنبع و5 أقطار في أسفل مقياس التدفق.

الآن، دعونا نتحدث عن بعض البدائل لمقاييس التدفق الدوامي. إذا كنت في موقف قد لا يكون فيه مقياس التدفق الدوامي هو الأنسب، فيمكنك التفكير في أنواع أخرى من مقاييس التدفق. على سبيل المثال،LDG مقياس التدفق الكهرومغناطيسييعد أمرًا رائعًا لقياس تدفق السوائل الموصلة. وهو يعمل على أساس قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. ومقياس تدفق التوربيناتهو خيار آخر. فهو يقيس معدل التدفق عن طريق حساب دورات شفرة التوربين الموضوعة في مسار التدفق.

ولكن إذا كنت تتعامل مع مجموعة واسعة من السوائل (السوائل والغازات والبخار) وتحتاج إلى قياس تدفق موثوق ودقيق،مقياس التدفق الدواميغالبًا ما يكون الخيار الأفضل.

إذا كنت مهتمًا بشراء مقياس التدفق الدوامي أو لديك أي أسئلة حول حساب معدلات التدفق، فلا تتردد في التواصل معنا. نحن هنا لمساعدتك في العثور على الحل المناسب لاحتياجات قياس التدفق لديك. سواء كنت تعمل في مجال الصناعة الكيميائية أو الأغذية والمشروبات أو أي قطاع آخر يتطلب قياسًا دقيقًا للتدفق، فلدينا الخبرة والمنتجات التي تلبي متطلباتك.

مراجع

• "دليل قياس التدفق: المبادئ والممارسة" بقلم ريتشارد دبليو ميلر
• وثائق الشركة المصنعة لأجهزة قياس التدفق الدوامي