سایت شخصی مهندس ماندگاری

اندازه‌گیری فلو سیالات مسلماً پیچیده‌ترین نوع از اندازه‌گیری متغیرهای فرآیند در ابزاردقیق صنعتی می‌باشد. چرا که نه تنها در اندازه‌گیری فلو سیال از یک سری تکنولوژی‌های گیج‌کننده (که هر کدام دارای محدودیت‌ها و خصیصه‌های ذاتی مخصوص به خود می‌باشند) استفاده می‌شود، بلکه ماهیت خود این متغیر نیز فاقد یک تعریف منحصر به فرد است. فلو (Flow) ممکن است به فلو حجمی (Volumetric flow)، فلو جرمی (Mass flow)، و یا حتی فلو حجمی استاندارد شده (Standardized volumetric flow) اشاره داشته باشد.

فلو حجمی: تعداد حجم‌هایی از سیال می‌باشد که در یک واحد زمان عبور می‌کند.

فلو جرمی: تعداد واحدهای جرمی سیال می‌باشد که در یک واحد زمان عبور می‌کند.

فلو حجمی استاندارد شده: تعداد حجم‌های گاز جاری، با فرض تفاوت مقادیر دما و فشار نسبت به چیزی که خطوط فرآیند در واقعیت با آن مواجه هستند.

فلومترهایی که برای اندازه‌گیری فلوهای گاز و بخار پیکربندی شده‌اند اغلب برای فلوهای مایع غیر قابل استفاده می‌باشند. خواص دینامیکی سیالات در نرخ‌های فلو مختلف تغییر می‌کند. اکثر تکنولوژی‌های اندازه‌گیری فلو نمی‌توانند به یک اندازه‌گیری نسبتاً خوب که از حداکثر نرخ فلو تا فلو صفر خطی باشد دست پیدا کنند، حتی اگر به خوبی با کاربرد فرآیند تطبیق داشته باشد.

علاوه بر این، عملکرد اکثر تکنولوژی‌های مورد استفاده در فلومترها اساساً به نصب صحیح آن بستگی دارد. باید توجه داشت که نمی‌توان به راحتی یک فلومتر را در هر محل از سیستم لوله‌کشی نصب کرد و از آن انتظار داشت همانطور که طراحی شده عمل کند. در پروژه‌های بزرگ صنعتی این قضیه همیشه مهندسان لوله‌کشی (مکانیک) و مهندسان ابزاردقیق (کنترل) را به چالش کشیده و بین آنها ایجاد اصطکاک می‌کند. یک طرح لوله‌کشی که ممکن است از منظر عملکرد تجهیزات فرآیند و از جنبه‌ی اقتصادی عالی به نظر برسد، اغلب برای یک اندازه‌گیری فلو خوب ضعیف می‌باشد، و برعکس. در بسیاری از موارد، فلومترها به درستی نصب نمی‌شوند و تکنسین‌های ابزاردقیق در طول راه‌اندازی واحد فرآیندی باید به مشکلات اندازه‌گیری ناشی از آنها رسیدگی کنند.

حتی پس از اینکه یک فلومتر به درستی برای کاربرد فرآیند مورد نظر انتخاب شده و به درستی بر روی مسیر لوله نصب شود، باز هم ممکن است به دلیل تغییر خواص سیال فرآیند و یا وجود ناخالصی در سیال فرآیند دوباره مشکلاتی به وجود بیاید. همچنین فلومترها به مراتب بیشتر از دیگر المان‌های سنجش اولیه در معرض سایش و فرسایش قرار دارند. این بدان دلیل است که المان سنجش فلومترها باید به طور مستقیم در مسیر جریان سیالاتی قرار گیرند که به طور بالقوه ساینده هستند.  

با توجه به تمام این پیچیدگی‌ها، ضروری است که حرفه‌ای‌های ابزاردقیق پیچیدگی‌ اندازه‌گیری فلو را درک کنند. در واقع این مهم است که شما اصول فیزیکی‌ای که هر فلومتر بر اساس آن کار می‌کند را کاملاً ‌درک کنید. اگر اصول اولیه‌ی هر تکنولوژی را درک کنید، کاربردهای مناسب و مشکلات بالقوه‌ی مربوط به آن را به آسانی شناسایی خواهید کرد. 

در فصل اول در ابتدا به اصول اولیه‌ی المان‌های ایجاد‌کننده‌ی اختلاف فشار پرداخته می‌شود. در ادامه، معادلات و فرمول‌های فلو حجمی و فلو جرمی مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس انواع اُریفیس‌پلیت و دیگر المان‌ّهای ایجادکننده‌ی اختلاف فشار معرفی شده و موارد کاربرد هر کدام توصیف می‌شود. در این فصل یکی از نرم‌افزارهای مخصوص سایزینگ اُریفیس‌پلیت معرفی شده و با یک مثال عملی توضیح داده می‌شود. در آخر هم به روش‌ها و راه‌حل‌های اندازه‌گیری فلو مبتنی بر فشار با دقت بالا پرداخته می‌شود.

در فصل دوم با یکی از پرکاربردترین تجهیزات اندازه‌گیری فلو یعنی روتامترها آشنا می‌شوید. در ادامه نیز روش‌های اندازه‌گیری آب‌بندها و كاريزها که از جمله روش‌های بسیار سودمند در اندازه‌گیری فلو کانال‌های باز می‌باشند را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

در فصل سوم با انواع فلومترهای مبتنی بر سرعت که از آن جمله می‌توان فلومترهای توربینی، الکترومغناطیسی، گردابی، اولتراسونیک، و نوری را نام برد آشنا شده و روش کار، مزایا، و معایب هر کدام را مورد بررسی قرار می‌دهیم. در ادامه فلومترهای جابه‌جایی معین را معرفی کرده و از موارد استفاده‌ی آنها آگاه می‌شویم. در آخر فصل نیز با فلو حجمی استاندارد شده و ضرورت استفاده از آن آشنا شده و فرمول‌های آن را مورد بررسی قرار می‌دهیم.   

در فصل چهارم در ابتدا با فلو جرمی و ضرورت استفاده از آن آشنا می‌شویم. س‍پس یکی از مفیدترین و مدرن‌ترین فلومترهای موجود یعنی فلومترهای جرمی کوریولیس را به تفصیل مورد بررسی قرار داده و همچنین اصول عملکرد، ساختمان داخلی، روش نصب، و کاربردهای آن را شرح می‌دهیم. در ادامه نیز یکی از جذابترین فلومترهای امروزی یعنی فلومترهای جرمی حرارتی را معرفی کرده و موارد استفاده از آن را بررسی می‌کنیم.

در فصل پنجم با یکی از روش‌های پر کاربرد در اندازه‌گیری فلو مواد جامد یعنی Weighfeeder آشنا شده و اصول عملکرد آن را مورد بررسی قرار می‌دهیم. سپس روش‌ جالب اندازه‌گیری فلو به شیوه‌ی تغییر کمیت را معرفی کرده و مزایا و معایب آن را توصیف می‌کنیم. در ادامه یکی از طرح‌های بسیار مفید اندازه‌گیری فلو یعنی فلومترهای Insertion را شرح داده و در انتهای فصل سازگاري انواع فلومتر با فرايند را مورد بررسی قرار می‌‌دهیم.

در DVD همراه این کتاب فیلم‌های آموزشی بسیاری قرار داده شده است تا خواننده با تماشای آنها دید بهتری نسبت به تجهیزات اندازه‌گیری فلو پیدا کند.