ما هو مقياس تدفق الدوامة؟
A مقياس تدفق دواميهو جهاز يُركّب في نظام معالجة التدفق للكشف عن الدوامات المتولدة عند مرور السائل عبر جسم غير انسيابي. ويُستخدم على نطاق واسع في معالجة الغازات والسوائل والبخار لقياس التدفق بهدف تحسين كفاءة الإنتاج وتوزيعه.
مبدأ عمل مقياس التدفق الدوامي
تتولد دوامات متناوبة من جانبي الجسم غير الانسيابي عند مرور السوائل عبره. وتتناسب تغيرات الضغط الناتجة عن هذه العملية تناسبًا طرديًا مع سرعة التدفق. ويتم رصد تردد تولد الدوامات لحساب معدل التدفق، ثم يُترجم هذا التردد إلى إشارة توفر قياسًا دقيقًا للتدفق الحجمي أو الكتلي للسوائل والغازات والبخار.
التصميم الهيكلي لمقاييس تدفق الدوامات
يُعد الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أو الهاستيلوي المادة الأساسية التي تُصنع منها عدادات التدفق عادةً، بما في ذلك جسم غير انسيابي، ومستشعر دوامي مُجمّع، وإلكترونيات جهاز الإرسال.مقياس تدفق دوامييتوفر بأحجام حواف تتراوح من نصف بوصة إلى 12 بوصة. علاوة على ذلك، فإن تكلفة تركيبمقياس تساقط الدواماتتتفوق في تنافسيتها على مقاييس الفتحات ذات الأحجام الأقل من ست بوصات.
خضعت أبعاد وأشكال الأجسام غير الانسيابية، كالمربع والمستطيل، لتجارب مكثفة للوصول إلى التأثيرات المطلوبة. وتشير النتائج التجريبية إلى اختلاف طفيف في الخطية والحساسية لتوزيع السرعة باختلاف شكل الجسم غير الانسيابي. يجب أن يشغل الجسم غير الانسيابي جزءًا كبيرًا من قطر الأنبوب، بحيث يشارك التدفق بأكمله في عملية الانفصال. وبغض النظر عن معدل التدفق، تُعد الحواف البارزة على السطح الأمامي ضرورية في التصاميم الخاصة لتحديد خطوط انفصال التدفق.
تعتمد معظم أجهزة قياس الدوامات حاليًا على مستشعرات كهرضغطية أو سعوية لقياس تذبذب الضغط بالقرب من الجسم غير الانسيابي. تُخرج هذه المستشعرات إشارة جهد منخفض استجابةً لتذبذب الضغط، وتكون هذه الإشارات بنفس تردد التذبذب. تتميز هذه المستشعرات المعيارية وغير المكلفة بسهولة استبدالها وقابليتها للتكيف مع نطاق واسع من درجات الحرارة، بدءًا من السوائل المبردة وصولًا إلى البخار المحمص.
لماذا تختار عدادات التدفق الدوامية؟
يضمن عدم وجود أجزاء متحركة المتانة، وقلة الصيانة، والموثوقية على المدى الطويل في أنظمة المعالجة. كما تتميز عدادات التدفق هذه بقدرتها على قياس مجموعة متنوعة من السوائل بدقة عالية، حتى في نطاق واسع من درجات الحرارة والضغوط. وبفضل تعدد وظائفها وأدائها المتميز في الدقة وإمكانية تكرار القياسات، تُعد هذه العدادات الخيار الأمثل للصناعات التي تُولي أهمية قصوى للدقة. ويُضاف إلى ذلك انخفاض تكاليف التشغيل وسهولة التركيب، مما يجعلها الخيار الأمثل.
الدقة والمدى
يقل نطاق قياس مقاييس التدفق الدوامية مع ازدياد اللزوجة نتيجة انخفاض رقم رينولدز مع ارتفاع اللزوجة. ويبلغ الحد الأقصى للزوجة بين 8 و30 سنتيبواز. وفي حال اختيار مقياس التدفق الدوامي بالحجم المناسب للتطبيق، يمكن توقع نطاق قياس أفضل من 20:1 للغازات والبخار، وأكثر من 10:1 للسوائل منخفضة اللزوجة.
تتفاوت دقة عدادات التدفق الدوامي باختلاف أرقام رينولدز. تتراوح نسبة الخطأ في معظم عدادات التدفق الدوامي بين 0.5% و1%، بينما تصل إلى 10% عندما يكون رقم رينولدز أقل من 10000. يتميز عداد التدفق الدوامي بنقطة قطع للقراءات عند التدفقات القريبة من الصفر. تُثبّت قراءات العداد عند الصفر عندما يكون رقم رينولدز 10000 أو أقل. لا توجد مشكلة في حال كان الحد الأدنى للتدفق المراد قياسه ضعف نقطة القطع. قد لا تُقاس معدلات التدفق المنخفضة بدقة أثناء بدء التشغيل والإيقاف وحالات الاضطراب الأخرى نظرًا لنطاق قياسها.
تحقيق أقصى قدر من الكفاءة وخفض التكاليف
يستطيع المشغلون ضبط وتحسين تدفق السوائل والغازات والبخار المتدفق عبر نظام المعالجة بالاعتماد على قياس دقيق للتدفق، مما يُحسّن كفاءة التوزيع ويُقلل استهلاك الطاقة. وبشكل عام، يُسهم دمج عدادات التدفق هذه في أنظمة الأتمتة في تحسين الأداء التشغيلي باستمرار، وتقليل وقت التوقف، وتعزيز الإنتاجية الإجمالية.
قيود مقياس التدفق الدوامي
لا تُعدّ عدادات التدفق الدوامي مثاليةً عمومًا لعمليات الدفعات أو التدفق المتقطع نظرًا لمحدودية أدائها عند معدلات التدفق المنخفضة. فعلى وجه التحديد، قد ينخفض معدل تدفق التقطير في محطات الدفعات عن الحد الأدنى لرقم رينولدز الذي يقيسه عداد التدفق الدوامي، مما يؤدي إلى عدم دقة القياس. ومع انخفاض حجم الدفعة الإجمالي، يزداد احتمال حدوث أخطاء في القياس، مما يجعل العداد أقل موثوقية في هذه التطبيقات. لذا، من المهم اختيار عداد تدفق قادر على التعامل مع خصائص التدفق المحددة المطلوبة لمثل هذه العمليات لتجنب الأخطاء الكبيرة.
فريقنا من الخبراء على أتم الاستعداد لتقديم حلول مصممة خصيصًا لتلبية الاحتياجات المحددة لقطاعكم، سواءً كان النفط والغاز، أو الصناعات الكيميائية، أو أنظمة التكييف والتهوية. وانطلاقًا من التزامنا بالجودة والأداء، نقدم دعمًا شاملًا لضمان اختياركم مقياس التدفق الدوامي الأمثل لتطبيقكم. تواصلوا معنا اليوم للحصول على استشارة شخصية واكتشفوا كيف يمكن لمقاييس التدفق لدينا أن تُحدث نقلة نوعية في التحكم بعملياتكم ورفع كفاءتها.
تاريخ النشر: 16 أكتوبر 2024
