Flow Sensor Translate

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬

‫ﺳﻨﺴﻮر ﻫﺎي ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ‬ ‫ﺗﻬﻴﻪ ﻛﻨﻨﺪه و ﻣﺘﺮﺟﻢ ‪ :‬ﻣﻬﺮزاد اﻧﺼﺎري ﭘﻮر‬ ‫ﺗﺎﺑﺴﺘﺎن ‪1388‬‬ ‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬ ‫‪http://irmechanic.wordpress.com‬‬ ‫‪[email protected]‬‬

‫‪ ،‬زﯾ و ا د از   ه   دد!‬

‫اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﺗﺮﺟﻤﻪ از ﺻﻔﺤﻪ ‪ http://controls.engin.umich.edu/wiki‬ﻣﻴﺒﺎﺷﺪ و ﻃﺒﻴﻌﺘﺎ" ﺧﺎﻟﻲ‬ ‫از اﺷﻜﺎل ﻧﻴﺴﺖ ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺧﻮاﻫﺸﻤﻨﺪم ﻧﻈﺮات ﮔﺮاﻧﻘﺪر ﺧﻮد را ﺑﺮاي ﻫﺮﭼﻪ ﺑﻬﺘﺮ ﺷﺪن اﻳﻦ ﻣﻄﻠﺐ ﺑﻪ اﻃﻼع ﻣﻦ‬ ‫ﺑﺮﺳﺎﻧﻴﺪ‪.‬‬ ‫ﺑﺎ ﺗﺸﻜﺮ از ﺷﻤﺎ‬ ‫ﻧﻮﻳﺴﻨﺪه وﺑﻼگ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬

‫ﺣﺴﮕﺮﻫﺎي ﺟﺮﻳﺎن‬

‫‪Flow Sensor‬‬

‫‪Authors: (September 14, 2006) Ashwini Miryala, Kyle Scarle , Zachary Zell, Brandon Kountz‬‬ ‫‪Stewards: (September 5, 2007) Jeremy Goldfarb, Daniel McClure, Lilian Ngobi, Daniel Wheeler‬‬

‫ﻣﻘﺪﻣﻪ‬ ‫ﺟﺮﻳﺎن ﺑﻪ ﻋﻨﻮان دﺑﻲ )ﺣﺠﻢ ﻳﺎ ﺳﻄﺢ ﺑﺮ واﺣﺪ زﻣﺎن( ﺗﻌﺮﻳﻒ ﺷﺪه ‪،‬ﻛﻪ ﻳﻚ ﻣﺎده از ﻳﻚ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻣﻌﻴﻦ ﻋﺒﻮر ﻣﻴﻜﻨﺪ و ﺗﻮﺳﻂ دﻣﺎ و‬ ‫ﻓﺸﺎر ﺧﺎص ﺗﻮﺻﻴﻒ ﻣﻴﺸﻮد‪ .‬اﺑﺰاري ﻛﻪ ﺑﺮاي اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺟﺮﻳﺎن اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻴﺸﻮد ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻴﺸﻮﻧﺪ) ‪flow‬‬ ‫‪.(meters‬ﻗﺴﻤﺘﻬﺎي اﺻﻠﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻫﺎ ﺷﺎﻣﻞ ﺣﺴﮕﺮ) ‪ ،( sensor‬ﭘﺮدازﺷﮕﺮ ﺳﻴﮕﻨﺎل و ﻓﺮﺳﺘﻨﺪه ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ‪.‬ﺳﻨﺴﻮر ﻫﺎي ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ از‬ ‫اﻣﻮاج ﺻﻮﺗﻲ و ﻣﻴﺪان ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ ﺑﺮاي اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺟﺮﻳﺎن در ﻳﻚ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻣﻌﻴﻦ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﻛﻤﻴﺘﻬﺎي ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﻣﺜﻞ ﺷﺘﺎب‪،‬‬ ‫ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ‪،‬ﻓﺸﺎر و ﺣﺠﻢ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻴﻜﻨﻨﺪ‪ .‬در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﺧﻴﻠﻲ از ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺠﻬﺎ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺧﺼﻮﺻﻴﺖ ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﻛﻪ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ آن ﺟﺮﻳﺎن را‬ ‫اﻧﺪازه ﻣﻲ ﮔﻴﺮﻧﺪ ﻧﺎم ﮔﺬاري ﻣﻲ ﺷﻨﻮد‪.‬‬ ‫اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺟﺮﻳﺎن ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﻲ در ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻣﺨﺘﻠﻒ از ﺟﻤﻠﻪ ﭘﺘﺮوﺷﻴﻤﻲ و ﺻﻨﺎﻳﻊ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ اﻳﻔﺎ ﻣﻜﻴﻨﺪ‪.‬ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺟﺮﻳﺎن‬ ‫ﻗﺴﻤﺖ ﻣﻬﻤﻲ از ﻣﻮﻓﻘﻴﺖ ﻳﺎ ﺷﻜﺴﺖ اﻗﺘﺼﺎدي در ﻫﺮ ﻓﺮاﻳﻨﺪي اﺳﺖ‪ .‬ﻣﻬﻤﺘﺮ از اﻳﻦ دﻗﺖ در اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺟﺮﻳﺎن اﻳﻦ اﻃﻤﻴﻨﺎن را در‬ ‫ﻣﻮرد اﻣﻨﻴﺖ ﭘﺮوژه و اﻓﺮادي ﻛﻪ ﺑﺎ آن درﮔﻴﺮ ﻫﺴﺘﻨﺪ را ﺑﻪ ﻣﺎ ﻣﻴﺪﻫﺪ‪.‬‬

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬ ‫اﻧﻮاع ﻣﻌﻤﻮل ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻫﺎ‬ ‫دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﻛﻪ ﺗﻮﺳﻂ ﺣﺴﮕﺮﻫﺎي ﺟﺮﻳﺎن ﻣﺸﺨﺺ ﻣﻴﺸﻮد ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺗﺸﺨﻴﺺ داده ﻣﻲ ﺷﻮد‪.‬راﺑﻄﻪ ﺑﻴﻦ ﻣﺸﺨﺼﺎت‬ ‫ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن از اﺻﻮل ﻣﻘﺪﻣﺎﺗﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲ آﻳﺪ ﻣﺜﻞ ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﺑﺮﻧﻮﻟﻲ‪.‬‬

‫اﺧﺘﻼف ﻓﺸﺎر‬ ‫ﺣﺴﮕﺮﻫﺎ ﺑﺮا اﺳﺎس اﺻﺌﻞ ﺑﺮﻧﻮﻟﻲ ﻛﺎر ﻣﻴﻜﻨﻨﺪ ﻛﻪ ﺑﻴﺎﻧﮕﺮ اﻳﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ اﺧﺘﻼف ﻓﺸﺎر در راﺳﺘﺎي ﻃﻮل ﺑﺎ ﻣﺠﺬور دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ‬ ‫اﺳﺖ‪.‬‬

‫اﺳﺘﻔﺎده از اﻓﺖ ﻓﺸﺎر در ﻃﻮل ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻟﻮﻟﻪ ﻳﻜﻲ از ﺣﺎﻟﻨﻬﺎي ﻣﻌﻤﻮل ﺗﺸﺨﻴﺺ دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن اﺳﺖ‪ .‬ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ اﻳﻦ ﺧﺎﺻﻴﺖ ﻣﻌﻨﺎي‬ ‫ﺑﺴﻴﺎري در ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﺻﻨﻌﺘﻲ دارد‪.‬ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ اﻓﺖ ﻓﺸﺎر ﻛﺎر ﻣﻴﻜﻨﻨﺪ ﺑﻪ اﻧﻮاع ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ دﺳﺘﻪ ﺑﻨﺪي ﻣﻴﺸﻨﻮد و در‬ ‫دو دﺳﺘﻪ ﻗﺮار ﻣﻴﮕﻴﺮﻧﺪ ‪laminar and turbulent‬‬ ‫ﺣﺴﮕﺮﻫﺎي اﺧﺘﻼف ﻓﺸﺎر ﺑﺮ اﺳﺎس اﺻﻞ ﺑﺮﻧﻮﻟﻲ ﻛﺎر ﻣﻴﻜﻨﻨﺪ‪.‬‬ ‫‪Orifice meter‬‬ ‫ﺻﻔﺤﻪ ارﻳﻔﻴﺲ در ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺠﻬﺎ ﻧﺼﺐ ﻣﻴﺸﻮد ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺗﻌﺎدل ﻣﺎده ﻛﻪ ﺳﺮاﻧﺠﺎم ﺑﻪ اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل در ﺣﺴﮕﺮ ﻣﻨﺠﺮ‬ ‫ﻣﻴﺸﻮد‪.‬ﺻﻔﺤﻪ ارﻳﻔﻴﺲ در ﻳﻜﻪ ﻟﻮﻟﻪ ﺣﺎوي ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل ﻧﺼﺐ ﻣﻴﮕﺮدد‪.‬ارﻳﻔﻴﺲ ﺟﺮﻳﺎن را ﻣﺤﺪود ﻣﻴﻜﻨﺪ و ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺖ ﻓﺸﺎر در اﻣﺘﺪاد‬ ‫ﺻﻔﺨﻪ ارﻳﻔﻴﻴﺲ ﻣﻲ ﺷﻮد‪.‬ﻣﻌﻤﻮﻻ دو ﻧﻮع ارﻳﻔﻴﺲ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﻴﮕﻴﺮد‪ .‬ارﻳﻔﻴﺲ ﺑﺎ ﻟﺒﻪ ﻣﺨﺮوﻃﻲ و ارﻳﻔﻴﺲ ﺑﺎ ﻟﺒﻪ ﻣﺮﺑﻌﻲ‪.‬ارﻳﻔﻴﺲ ﺑﺎ‬ ‫ﻟﺒﻪ ﻣﺮﺑﻌﻲ داراي اﺻﻄﻜﺎك ﻗﺎﺑﻞ ﺻﺮف ﻧﻈﺮ در ﻣﺮز ﺳﻴﺎل و ﺻﻔﺤﻪ ارﻳﻔﻴﺲ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ارﻳﻔﻴﺲ ﺑﺎ ﻟﺒﻪ ﻣﺮﺑﻊ ﺑﺮاي ﺟﺮﻳﺎن ﺗﻤﻴﺰ ﻣﺎﻳﻌﺎت‪،‬‬ ‫ﮔﺎز ‪ .‬ﺑﺨﺎر ﺗﻮﺻﻴﻪ ﻣﻴﺸﻮد‪ .‬ﺳﻴﺎﻟﻬﺎي ﭼﻨﺪ ﻓﺎزي ﺑﺮاي ﺻﻔﺤﻪ ارﻳﻔﻴﺲ ﺑﺎ ﻟﺒﻪ ﻣﺮﺑﻌﻲ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻧﻴﺴﺖ زﻳﺮا ﻣﺴﺪود ﺷﺪن ﺑﺎ ﮔﺬر زﻣﺎن‬ ‫ﻋﻤﺪه ﺗﺮﻳﻦ ﻣﺸﻜﻞ اﺳﺖ‪.‬ارﻳﻔﻴﺲ ﻟﺒﻪ ﻣﺨﺮوﻃﻲ ﺑﻪ ﻫﻤﺘﺎي ﺧﻮد ﻳﻌﻨﻲ ارﻳﻔﻴﺲ ﻟﺒﻪ ﻣﺮﺑﻌﻲ ﺷﺒﻴﻪ اﺳﺖ اﻣﺎدر ﺣﺲ ﻛﺮدن ﺟﺮﻳﺎن )‪(sense‬‬ ‫ﻣﺘﻔﺎوت اﻧﺪ؛ ارﻳﻔﻴﺲ ﻣﺨﺮوﻃﻲ داراي اﻓﺰاﻳﺶ ﺗﺪرﻳﺠﻲ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ‪.‬اﻳﻦ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ داﻳﺮه اي اﺳﺖ‪ .‬ﻃﺮح ﻟﺒﻪ ﻣﺨﺮوﻃﻲ‬ ‫اﻧﺘﺨﺎب ﺑﻬﺘﺮي ﺑﺮاي ﺟﺮﻳﺎﻧﻬﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﻛﻢ و وﻳﺴﻜﻮزﻳﺘﻪ ﺑﺎﻻ ﻣﻴﺒﺎﺷﺪ‪.‬‬

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬ ‫اﻓﺖ ﻓﺸﺎر در اﻣﺘﺪاد ﺻﻔﺤﻪ ارﻳﻔﻴﺲ و دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﺻﻮل اﺳﺎﺳﻲ ﺳﻴﺎل ﻛﻪ از ﻣﺘﺤﺪ ﻛﺮدن ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي دﻳﮕﺮ ﻣﺜﻞ ﭼﮕﺎﻟﻲ‬ ‫ﺳﻴﺎل و اﻧﺪازه ﻟﻮﻟﻪ ﺑﻪ ﻣﺮﺗﺒﻂ ﻫﺴﺘﻨﺪ‪.‬دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن ‪ Q‬ﻛﻪ ﺗﻮﺳﻂ ارﻳﻔﻴﺲ ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲ آﻳﺪ ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺗﻮﺳﻂ ﻣﻌﺎدﻟﻪ زﻳﺮ ﻣﺪل ﻣﻴﺸﻮد‪:‬‬

‫ﻛﻪ ‪ଶ‬݌ ‪ଵ െ‬݌ اﻓﺖ ﻓﺸﺎر در اﻣﺘﺪاد ارﻳﻔﻴﺲ اﺳﺖ‪ ρ،‬ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺳﻴﺎل ‪ A1‬ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻟﻮﻟﻪ ‪ A2‬ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ارﻳﻔﻴﺲ اﺳﺖ و ‪ Cd‬ﺿﺮﻳﺐ‬ ‫ﺗﺨﻠﻴﻪ)ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺣﺪود ‪ Cd (0.6‬ﺑﺮاي ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺗﻠﻔﺎت اﻧﺮژي درون ﺳﻴﺴﺘﻢ اﺳﺖ‪.‬‬ ‫‪ Orifice meter‬ﻳﻜﻲ از ﻣﻌﻤﻮل ﺗﺮﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺠﻬﺎ اﺳﺖ زﻳﺮا ﻧﺼﺐ آن ارزان و ﺳﺎﺧﺘﻦ ارﻳﻔﻴﺲ راﺣﺘﺘﺮ اﺳﺖ‪.‬‬

‫‪Venture meter‬‬ ‫وﻧﺘﻮري ﻣﺘﺮ ﻣﻴﺘﻮاﻧﺪ ﺑﻴﻦ ‪ %50-20‬ﺑﻴﺸﺘﺮ از ارﻳﻔﻴﺲ ﺟﺮﻳﺎن را از ﺧﻮد ﻋﺒﻮر دﻫﺪ در ﻧﺼﺐ وﻧﺘﻮري ﻣﺘﺮ ﻳﻚ ﻟﻮﻟﻪ ﻛﻮﺗﺎه ﺑﺎ ﻗﻄﺮ ﻛﻤﺘﺮ‬ ‫ﺟﺎﻧﺸﻴﻦ ﺧﻂ اﺗﻨﻘﺎل ﺟﺮﻳﺎن ﻣﻴﺸﻮد‪.‬ﺑﻪ دﻟﻴﻞ اﻳﻨﻜﻪ وﻧﺘﻮري ﻣﺘﺮ در ﺑﺮار ﺗﻐﻴﺮ ﭘﺮوﻓﺎﻳﻞ ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل ﻋﻜﺲ اﻟﻌﻤﻞ ﻧﺸﺎن ﻧﻤﻴﺪﻫﺪ‬ ‫ﻃﺮح ﻟﻮﻟﻪ ﻻزم ﻧﻴﺴﺖ ﺑﻪ ﻣﺎﻧﻨﺪ ارﻳﻔﻴﺲ ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺑﺎﺷﺪ‪.‬اﮔﺮﭼﻪ در اﺑﺘﺪا ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻧﺼﺐ و راه اﻧﺪازي ﮔﺮان اﺳﺖ وﻟﻲ ﺑﺮاي اﺳﺴﺘﻔﺎده و‬ ‫ﻧﮕﻬﺪاري ﺑﻪ ﻫﻤﺎن ﻧﺴﺒﺖ از ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻫﺎي ﻛﻤﺘﺮي ﺑﺮﺧﻮردار اﺳﺖ‪.‬‬ ‫دو ﻧﻮع ﻣﺸﺨﺺ از وﻧﺘﻮري ﻣﺘﺮ ﻫﺎ وﺟﻮد دارﻧﺪ ﻧﻮع اول ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ‪ Classical Herschel Venturi Meter‬ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﻣﻴﺸﻮد ﻛﻪ ﻳﻚ‬ ‫در ﭘﺎﻳﻴﻦ آﻣﺪه اﺳﺖ‪.‬ﻧﻮع دوم ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻧﻮع ﻛﻮﺗﺎه وﻧﺘﻮري ﻣﺘﺮ ﻫﺎ ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﻣﻴﺸﻮداﻳﻦ ﺗﻔﺎوت ﻫﺎ از ﻫﻤﻨﻮع ﺑﺎﻧﺪﺗﺮ ﺧﻮد در اﻧﺪازه و وزن‬ ‫ﻛﺎﻫﺶ ﻳﺎﻓﺘﻪ آن اﺳﺖ‪.‬‬

‫ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﺻﻞ ﺑﺮﻧﻮﻟﻲ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻛﻮﭼﻜﺘﺮ ﺑﺎﻋﺚ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﻣﻴﺸﻮد در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻓﺸﺎر ﻛﻤﺘﺮ‪.‬وﻧﺘﻮري ﻣﺘﺮ اﻓﺖ ﻓﺸﺎر ﺑﻴﻦ ﺑﻲ‬ ‫ﻧﺴﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﺑﺎرﻳﻚ ﺷﺪه و ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﺑﺎرﻳﻚ ﻧﺸﺪه اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﻣﻴﻜﻨﺪ‪.‬ﺿﺮﻳﺐ ﺗﺨﻠﻴﻪ ﺑﺮاي وﻧﺘﻮري ﻣﺘﺮ ﻣﻌﻤﻮﻻ از ﺿﺮﻳﺐ ﺗﺨﻠﻴﻪ ﺑﺮاي‬ ‫ارﻳﻔﻴﺲ ﺑﻴﺸﺘﺮ اﺳﺖ و ﺑﻴﻦ ‪ 0.94‬ﺗﺎ ‪ 0.99‬اﺳﺖ‪.‬‬ ‫وﻧﺘﻮري ﻣﺘﺮ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﻌﻤﻮل ﺑﺮاي اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺟﺮﻳﺎن دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎﻧﻬﺎي ﺑﺰرگ در ﺟﺎﻳﻲ ﻛﻪ اﻓﺖ اﻧﺮژي ﭼﺸﻤﮕﻴﺮ ﺑﺎﺷﺪ وﻧﺘﻮري ﻣﺘﺮ‬ ‫ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻧﺼﺐ اوﻟﻴﻪ ﺑﺎﻻﻳﻲ در ﺑﺮاﺑﺮ ارﻳﻔﻴﺲ دارد ﻛﻪ ﺑﺎ ﻫﺰﻳﻨﻪ اﺳﺘﻔﺎده و ﻧﮕﻪ داري ﻛﻢ آن در ﺗﻌﺎدل اﺳﺖ‪.‬‬

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬ ‫‪Pitot tubes‬‬ ‫ﻟﻮﻟﻪ ﭘﻴﺘﻮت ﺳﺮﻋﺖ ﻣﺤﻠﻲ ﻧﺎﺷﻲ از اﺧﺘﻼف ﻓﺸﺎر ﺑﻴﻦ ﻧﻘﻄﻪ ‪ 1‬و ﻧﻘﻄﻪ ‪ 2‬را اﻧﺪازه ﻣﻴﮕﻴﺮد‪.‬ﺷﻜﻞ اول ﭘﻴﻜﺮ ﺑﻨﺪي ﻳﻚ ﻟﻮﻟﻪ ﭘﻴﺘﻮت ﺳﺎده را‬ ‫ﻧﺸﺎن ﻣﻴﺪﻫﺪ و ﺷﻜﻞ ﺑﻌﺪي ﭘﻴﻜﺮﺑﻨﺪي ﻳﻚ ﻟﻮﻟﻪ ﭘﻴﺘﻮت ﭘﻴﭽﻴﺪه را ﻧﺸﺎن ﻣﻴﺪﻫﺪ‪.‬‬

‫ﻫﺮ دو ﻟﻮﻟﻪ در ﺷﺮاﻳﻂ ﻳﻜﺴﺎﻧﻲ ﻛﺎر ﻣﻴﻜﻨﻨﺪ‪.‬‬ ‫ﻫﺮ ﻟﻮﻟﻪ ﭘﻴﺘﻮت داري ‪ 2‬روزﻧﻪ ﻣﻴﺒﺎﺷﺪ‪ ،‬ﻳﻜﻲ در راﺳﺘﺎي ﻋﻤﻮد ﺑﺮ ﺟﺮﻳﺎن و دﻳﮕﺮي ﻣﻮازي ﺑﺎ ﺟﺮﻳﺎن‪ Impact tube .‬ﺧﻮددداري روزﻧﻪ‬ ‫ﻋﻤﻮد ﺑﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل اﺳﺖ و ﺑﻪ ﺳﻴﺎل اﺟﺎزه ﻣﻴﺪﻫﺪ ﻛﻪ از ﻧﻘﻄﻪ ‪ 2‬وارد ﺷﻮد و ﻓﺸﺎر را ﺗﺎ زﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ ﺛﺎﺑﺖ ﺷﻮد اﻓﺰاﻳﺶ دﻫﺪ‪.‬ﻛﻪ اﻳﻦ‬ ‫ﻧﻘﻄﻪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻧﻘﻄﻪ ﺳﻜﻮن ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﻣﻴﺸﻮد‪ ، Static tube .‬ﺑﺎ روزﻧﻪ ﻣﻮازي ﺑﺎ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل ﻓﺸﺎر اﺳﺘﺎﺗﻴﻚ را ﺑﻪ ﻣﺎ ﻣﻴﺪﻫﺪ و ﺑﺎﻋﺚ‬ ‫ﻣﻴﺸﻮد ﻛﻪ ﺳﺎﻳﻞ ﺑﺎ ﭼﮕﺎﻟﻲ ﻣﻌﻴﻦ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﻟﻮﻟﻪ ﻓﺸﺮده ﺷﻮد‪ .‬اﻓﺖ ﻓﺸﺎر را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از راﺑﻄﻪ ﺗﻐﻴﻴﺮ ارﺗﻔﺎع در ﺑﺮاﺑﺮ‬ ‫ﺗﻐﻴﻴﺮات ﭼﮕﺎﻟﻲ از ﻓﺮﻣﻮل زﻳﺮ ﺑﺪﺳﺖ آورد‪:‬‬

‫‪ Δp‬ﻣﻌﺮف اﻓﺖ ﻓﺸﺎر‪ ρA ،‬ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺳﻴﺎل‪ ρ ،‬ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل‪ g ،‬ﺷﺘﺎب ﮔﺮاﻧﺶ ﺟﺎذﺑﻪ‪.‬‬ ‫اﻳﻦ ﻛﺎﻫﺶ ﻓﺸﺎر را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﻌﺪ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺗﻤﺎﻣﻲ اﻓﺘﻬﺎي ﻟﻮﻟﻪ در ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺗﻮﺳﻂ ﺿﺮﻳﺐ ‪ Cp‬ﺑﻪ ﺳﺮﻋﺖ رﺑﻂ داد‪ Cp .‬ﺿﺮﻳﺐ ﺑﺪون ﺑﻌﺪ از‬ ‫ﻛﺎﻟﻴﺒﺮه ﻛﺮدن دﻗﺖ ﻟﻮﻟﻪ ﭘﻴﺘﻮت ﭘﻴﺪا ﻣﻴﺸﻮد‪ ،‬ﻣﻌﺎدﻟﻪ زﻳﺮ اﻳﻦ راﺑﻄﻪ را ﺷﺮح ﻣﻴﺪﻫﺪ‪:‬‬

‫‪ V‬ﺳﺮﻋﺖ ﺳﻴﺎل‪ Cp ،‬ﺿﺮﻳﺐ اﻓﺖ‪ p1 ،‬ﻓﺸﺎر در ﻧﻘﻄﻪ ‪ p2 ،1‬ﻓﺸﺎر در ﻧﻘﻄﻪ ‪2‬و ‪ ρ‬ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل‪.‬‬ ‫ﺑﺎ ﻗﺮار دادن دادن دﻗﻴﻖ ﻟﻮﻟﻪ ﭘﻴﺘﻮت درﺳﺖ در وﺳﻂ ﻟﻮﻟﻪ ‪ ،‬ﺳﺮﻋﺖ ﻣﺎﻛﺰﻳﻤﻢ را ﻣﻲ ﺗﻮان اﻧﺪازه ﮔﺮﻓﺖ و ﺳﺮﻋﺖ ﻣﺘﻮﺳﻂ را از روي‬ ‫ﻋﺪد رﻳﻨﻮﻟﺪز ﻣﻲ ﺗﻮان ﺣﺴﺎب ﻛﺮد‪:‬‬

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬ ‫‪ Re‬ﻋﺪد رﻳﻨﻮﻟﺪز‪ D ،‬ﻗﻄﺮ ﻟﻮﻟﻪ )‪ vmax ،(pipe‬ﺳﺮﻋﺖ ﻣﺎﻛﺰﻳﻤﻢ‪ ρ ،‬ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺳﻴﺎل‪ μ ،‬وﻳﺴﻜﻮزﻳﺘﻪ ﺳﻴﺎل‪.‬‬

‫‪Adapted from Geankoplis‬‬

‫در ﻧﻬﺎﻳﺖ دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن را ﺑﺎ ﺑﺪﺳﺖ آوردن ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻟﻮﻟﻪ ﺑﺪﺳﺖ آورد‪:‬‬

‫‪ Q‬دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن‪ vavg ،‬ﺳﺮﻋﺖ ﻣﺘﻮﺳﻂ ﺟﺮﻳﺎن و ‪ r‬ﺷﻌﺎع ‪. pipe‬‬

‫ﺑﺎﻳﺪ ﺗﻮﺟﻪ داﺷﺘﻪ ﻛﻪ ﺗﻤﺎﻣﻲ ﻣﻌﺎدﻻت اﺧﻴﺮ ﺑﺮاي ﺳﻴﺎﻻت ﺗﺮاﻛﻢ ﭘﺬﻳﺮ ﻛﺎرﺑﺮد دارد‪ ،‬ﺑﺎ اﻳﻦ ﺣﺎل ﻣﻴﺘﻮان اﻳﻦ ﻣﻌﺎدﻻت را ﺑﺮاي ﺑﻪ ﻃﻮر‬ ‫ﺗﻘﺮﻳﺒﻲ ﺑﺮاي ﺟﺮﻳﺎن آرام ﮔﺎزﻫﺎ ﺑﻪ ﻛﺎر ﺑﺮد‪ .‬اﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﺑﺎﻳﺪ در ﺟﺎﻳﻲ ﻗﺮار ﺑﮕﻴﺮد ﻛﻪ ﺣﺪاﻗﻞ ‪ 100‬ﺑﺮاﺑﺮ ﻗﻄﺮ ﻟﻮﻟﻪ از ﻧﺰدﻳﻚ ﺗﺮﻳﻦ‬ ‫اﻧﺴﺪاد ﻓﺎﺻﻠﻪ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ‪ .‬اﻳﻦ ﻛﺎر ﻣﺎ را از ﻫﺮ ﮔﻮﻧﻪ ﻧﻮﺳﺎﻧﺎت ﻓﺸﺎر و ﻛﺎﻫﺶ دﻗﺖ ﻟﻮﻟﻪ ﭘﻴﺘﻮت ﻣﻄﻤﺌﻦ ﻣﻲ ﺳﺎزد‪ .‬ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺳﻴﺎل ﺑﺎ‬ ‫ذرات درﺷﺖ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﻟﻮﻟﻪ ﭘﻴﺘﻮت را ﻣﺴﺪود ﻛﻨﺪ و ﻧﺒﺎﻳﺪ در ﭼﻨﻴﻦ ﺣﺎﻟﺘﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ را اﺳﺘﻔﺎده ﻛﺮد‪.‬‬

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬

‫‪Direct Force‬‬ ‫اﻳﻦ ﻧﻮع ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﺑﻮﺳﻴﻠﻪ ﺗﻌﺎدل ﻧﻴﺮوﻫﺎ در ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻛﺎر ﻣﻲ ﻛﻨﺪ‪.‬‬ ‫‪Rotameter‬‬ ‫روﺗﺎﻣﺘﺮ ﻳﻚ ﻟﻮﻟﻪ ﻋﻤﻮدي اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺎ اﻓﺰاﻳﺶ ارﺗﻔﺎع ﻗﻄﺮ آن اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ‪ .‬ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﺑﺎﻳﺪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻋﻤﻮدي ﻧﺼﺐ ﺷﻮد ﺗﺎ‬ ‫ﻧﻴﺮوي ﺟﺎذﺑﻪ ﺑﺘﻮاﻧﺪ ﺑﺮ روي آن اﺛﺮ ﺑﮕﺬارد‪ .‬ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل از ﭘﺎﻳﻴﻦ روﺗﺎﻣﺘﺮ وارد و از ﺑﺎﻻي آن ﺧﺎرج ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬در داﺧﻞ ﻟﻮﻟﻪ ﻳﻚ ﺷﻨﺎور‬ ‫ﻗﺮار دادر ﻛﻪ ﺑﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮ دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﻣﻜﺎن آن ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻴﻜﻨﺪ )ارﺗﻔﺎع(‪ .‬وﻗﺘﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎﻟﻲ درون روﺗﺎﻣﺘﺮ ﻧﺒﺎﺷﺪ ﺟﺮﻳﺎن ﺷﻨﺎور در اﻧﺘﻬﺎي‬ ‫آن ﻗﺮار ﻣﻴﮕﻴﺮد‪.‬‬ ‫ﻣﻔﻬﻮم ﻛﻠﻲ ﺑﻪ ﻛﺎر ﺑﺮده ﺷﺪه در روﺗﺎﻣﺘﺮ اﺧﺘﻼف ﺳﻄﺢ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ‪ .‬ﻫﻨﮕﺎﻣﻲ ﻛﻪ دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ‪،‬‬ ‫ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺷﻨﺎور ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ و ﻣﺴﺎﺣﺖ داﻳﺮه اي ﻫﻢ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻴﻜﻨﺪ‪ ،‬و ﻛﺎﻫﺶ ﻓﺸﺎر ﺛﺎﺑﺖ را‬ ‫در اﻣﺘﺪاد ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻧﮕﻪ ﻣﻲ دارد‪ .‬ﺗﻐﻴﻴﺮ در ارﺗﻔﺎع ﺷﻨﺎور و ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺑﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮ‬ ‫در دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن راﺑﻄﻪ ﺧﻄﻲ دارد‪ .‬ﺑﻪ ﻣﺤﺾ اﻳﻨﻜﻪ ﺟﺮﻳﺎن ﺛﺎﺑﺖ ﺑﺮﻗﺮار ﺷﺪ‪ ،‬ﻧﻴﺮوﻫﺎي ﻋﻤﻮدي در ﺗﻌﺎدل ﻗﺮار‬ ‫دارﻧﺪ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺷﻨﺎور ﺛﺎﺑﺖ ﻣﻲ ﻣﺎﻧﺪ‪ .‬دﺑﻲ ﺣﺠﻤﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺗﻮﺳﻂ راﺑﻄﻪ زﻳﺮ ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲ آﻳﺪ‪:‬‬

‫‪ C‬ﺿﺮﻳﺐ ﺗﺨﻠﻴﻪ‪ Ab ،‬ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ روﺗﺎﻣﺘﺮ در ﺑﺎﻻي ﺷﻨﺎور‪ Vf ،‬دﺑﻲ ﺣﺠﻤﻲ ﺟﺮﻳﺎن‪ ρf ،‬ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺷﻨﺎور‪ ρ ،‬ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺳﻴﺎل‪ hf ،‬ارﺗﻔﺎع ﺷﻨﺎور‪Aa ،‬‬

‫ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ روﺗﺎﻣﺘﺮ در ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺷﻨﺎور‪.‬‬ ‫ﺑﻪ ﻃﻮر ﻛﻞ اﺳﺘﻔﺎده از روﺗﺎﻣﺘﺮ ﻫﺎ ارزان و ﺳﺎدﻫﻤﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﻫﻤﻴﻦ اﻣﺮ ﻣﻮﺟﺐ ﺷﺪه در ﺧﻴﻠﻲ از وﺳﺎﻳﻞ اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺸﻮﻧﺪ‪.‬‬ ‫‪For the full derivation of the above equation, refer to the attachment.‬‬ ‫‪http://controls.engin.umich.edu/wiki/index.php/Image:Rotameter_Equations_and_Derivations.doc‬‬

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬

‫‪Turbine Meter‬‬

‫ﻳﻚ ﺗﻮرﺑﻴﻦ ﭼﺮﺧﺸﻲ درون ﻟﻮﻟﻪ ﻛﻪ ﺣﺎوي ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل اﺳﺖ ﻗﺮار داده ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬وﻗﺘﻲ ﺳﻴﺎل از ﻣﻴﺎن ﺗﻮرﺑﻴﻦ ﻋﺒﻮر ﻣﻲ ﻛﻨﺪ‪ ،‬ﺗﻮرﺑﻴﻦ‬ ‫ﻣﺠﺒﻮر ﻣﻲ ﺷﻮد ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺘﻲ ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎ دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﭽﺮﺧﺪ‪ .‬ﻳﻚ ‪ pick-up‬ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ روي ﭼﺮخ ﺗﻮرﺑﻴﻦ ﺳﻮار ﺷﺪه اﺳﺖ و ﻳﻚ ﺳﻨﺴﻮر‬ ‫ﭘﺎﻟﺲ وﻟﺘﺎژﻫﺎي ﺗﻮﻟﻴﺪ را ﺛﺒﺖ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ‪ .‬اﻃﻼﻋﺎت وﻟﺘﺎژ را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﻪ دﺑﻲ واﻗﻌﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺧﻮاﻧﺪه ﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ ‪ Turbine Meter‬ﺗﺒﺪﻳﻞ‬ ‫ﻛﺮد‪.‬‬

‫ﻣﻌﺎدﻟﻪ زﻳﺮ ﺑﺮاي ﻣﺪل ﻛﺮدن ‪ Turbine Meter‬اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد‪.‬‬

‫‪ A‬ﻣﺴﺎﺣﺖ ﻟﻮﻟﻪ‪ ř ،‬ﺷﻌﺎع ‪ ߱ ، (root mean squared) rms‬ﺳﺮﻋﺖ ﭼﺮﺧﺸﻲ‪ ß ،‬زاوﻳﻪ ﺑﻴﻦ ﺟﺮﻳﺎن و ﺗﻴﻐﻪ ﻫﺎي ﺗﻮرﺑﻴﻦ‪ Ro ،‬ﺷﻌﺎع‬ ‫ﺑﻴﺮوﻧﻲ ﺗﻴﻐﻪ ﻫﺎ‪ Ri ،‬ﺷﻌﺎع داﺧﻠﻲ ﺗﻴﻐﻪ ﻫﺎي ﺗﻮرﺑﻴﻦ‪ D ،‬ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﻴﻦ ﺗﻴﻐﻪ ﻫﺎي ﺗﻮرﺑﻴﻦ‪.‬‬ ‫ﻳﻜﻲ از وﻳﮋﮔﻲ ﻫﺎي اﻳﻦ ﻧﻮع ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻫﺎ ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ اﻋﺘﻤﺎد آﻧﻬﺎﺳﺖ‪ .‬آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﺎي زﻳﺎدي اﻳﻦ اﻣﺮ را ﺛﺎﺑﺖ ﻛﺮده اﺳﺖ‪ .‬ﻋﻼوه ﺑﺮ آن‬ ‫‪ Turbine Meter‬ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻧﺼﺐ زﻳﺎدي ﻧﺪارﻧﺪ‪ .‬اﮔﺮﭼﻪ در اﺛﺮ ﭼﺮﺧﺶ ﺗﻮرﺑﻴﻦ ﻛﺎﻫﺶ ﻓﺸﺎر ﺟﺰﻳﻲ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷﻮد‪ .‬ﭘﺮه ﻫﺎي‬ ‫ﺗﻮرﺑﻴﻦ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ در اﺛﺮ ﺳﺎﻳﻴﺪﮔﻲ ﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺗﻮﺳﻂ ذرات ﻣﻌﻠﻖ اﻳﺠﺎد ﻣﻲ ﺷﻮد ﻧﻴﺎز ﺑﻪ ﺗﻌﻮﻳﺾ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ‪.‬‬ ‫‪For a more detailed derivation of the above equation, please look at the following:‬‬

‫‪http://controls.engin.umich.edu/wiki/index.php/Image:Turbine_meter_equations.doc‬‬

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬

‫‪Propeller Flow Meter‬‬ ‫ﻳﻚ اﻟﻤﺎن ﭼﺮﺧﻨﺪه ﻣﺜﻞ ﭼﺮخ ﺗﻮرﺑﻴﻦ دارد‪ .‬در اﻳﻨﺠﺎ ﻫﻢ ﭼﺮﺧﺶ در اﺛﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻴﺎل اﻳﺠﺎد ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ و وﻟﺘﺎژ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ ﻳﻚ‬ ‫ﺳﻨﺴﻮر ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ ﻳﺎ ﻧﻮري ﺛﺒﺖ ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺸﺎﺑﻪ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ وﻟﺘﺎژ ﺗﻮﻟﻴﺪي ﺑﺎ دﺑﻲ ﺳﻴﺎل ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ اﺳﺖ و وﻟﺘﺎژ را ﻣﻲ ﺗﻮان ﻣﺴﺘﻘﻴﻤﺎ‬ ‫ﺑﻪ دﺑﻲ ﺳﻴﺎل رﺑﻂ داد‪.‬‬ ‫‪ Propeller Flow Meter‬ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺑﺎ ﺳﻴﺎل ﻋﺎﻣﻞ آب اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد‪ ،‬اﮔﺮﭼﻪ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﺑﺮاي ﺳﻴﺎل ﻫﺎي دﻳﮕﺮي ﻧﻴﺰ اﺳﺘﻔﺎده‬ ‫ﺷﻮد‪ .‬ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻧﺼﺐ ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه دﻗﺖ ﺑﺎﻻ ﺳﺐ ﺷﺪه ﻛﻪ اﻳﻦ ﻧﻮع ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻳﻚ اﻧﺘﺨﺎب‬ ‫ﻣﺸﺘﺮك در ﺑﺴﻴﺎري از ﻛﺎرﺑﺮد ﻫﺎ ﺷﻮد‪.‬‬ ‫‪Coriolis Mass Flow Meter‬‬ ‫ﻳﻚ ‪ Coriolis Flow Meter‬ﻳﻚ ﭘﺪﻳﺪه ﻃﺒﻴﻌﻲ را ﺗﺤﺖ ﻛﻨﺘﺮل ﺧﻮد دارد ﻛﻪ در آن ﻳﻚ ﺷﻲ راﻧﺪه ﻣﻲ ﺷﻮد وﻗﺘﻲ ﻛﻪ ﺑﻪ ﻣﺮﻛﺰ‬ ‫ﻳﻚ اﺗﻔﺎق ﭼﺮﺧﺸﻲ در ﻣﺤﻴﻂ اﻃﺮاف ﻧﺰدﻳﻚ ﻳﺎدور ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﭼﺮخ و ﻓﻠﻚ ﻳﻚ ﺗﻨﺎﺳﺐ ﺳﺎده را ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ؛ ﻳﻚ ﺷﺨﺺ ﻛﻪ در ﺣﺎل‬ ‫رﻓﺘﻦ از ﻟﺒﻪ ﺑﻴﺮوﻧﻲ داﻳﺮه ﺑﻪ ﻣﺮﻛﺰ داﻳﺮه ﺧﻮدش رو ﻣﻨﺤﺮف از ﻣﺴﻴﺮ ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ در ﺟﻬﺖ ﭼﺮﺧﺶ داﻳﺮه ﻣﻲ ﺑﻴﻨﺪ‪.‬‬ ‫‪ Coriolis Flow Meter‬اﻳﻦ اﺛﺮ را ﺑﺎ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻛﺮدن ﺟﺮﻳﺎن ﺑﻪ دو ﻟﻮﻟﻪ ﻣﻮازي ‪ U‬ﺷﻜﻞ ﻛﻪ ﺗﺤﺖ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﻪ ارﺗﻌﺎش ﻋﻤﻮدي در‬ ‫ﻣﻲ آﻳﺪ‪ .‬اﻳﻦ ﻟﺮزش ﭼﺮﺧﻴﺪن ﻟﻮﻟﻪ را ﺷﺒﻴﻪ ﺳﺎزي ﻣﻲ ﻛﻨﺪ‪ ،‬و اﻧﺤﺮاف ﻛﺮﻳﻮﻟﻴﺲ را در ﻟﻮﻟﻪ ﺑﺎﻋﺚ ﻣﻲ ﺷﻮد و ﺑﺎﻋﺚ ﻣﻲ ﺷﻮد ﻟﻮﻟﻪ ‪U‬‬ ‫ﺷﻜﻞ ﭘﻴﭻ ﺑﺨﻮرد و از ﺣﺎﻟﺖ ﺗﻌﺎدل ﻣﻮازي اﻧﺤﺮاف ﭘﻴﺪا ﻛﻨﺪ‪ .‬اﻳﻦ اﻧﺤﺮاف ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ ﻧﻴﺮوي ﻛﺮﻳﻮﻟﻴﺲ اﺳﺘﻮ ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ اﺳﺖ ﺑﺎ دﺑﻲ ﺟﺮﻣﻲ‬ ‫ﺟﺮﻳﺎن ﻋﺒﻮري از ﻟﻮﻟﻪ ‪ U‬ﺷﻜﻞ‪.‬‬

‫‪ Fc‬ﻧﻴﺮوي ﻛﺮﻳﻮﻟﻴﺲ‪ w ،‬ﺳﺮﻋﺖ زاوﻳﻪ اي ﻧﺎﺷﻲ از ارﺗﻌﺎش‪ x ،‬ﻃﻮل ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ در ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ‪.‬‬

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬

‫ﺑﻪ دﻟﻴﻞ اﻳﻨﻜﻪ ‪ Corilis flow meter‬دﺑﻲ ﺟﺮﻣﻲ ﺳﻴﺎل را اﻧﺪازه ﻣﻲ ﮔﻴﺮد‪ ،‬ﻣﻘﺪار ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه ﺗﺤﺖ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺗﻐﻴﺮات ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺳﻴﺎل‬ ‫ﻧﺨﻮاﻫﺪ ﺑﻮد‪ .‬ﻋﻼوه ﺑﺮ اﻳﻦ در ﻧﺒﻮد اﻧﺴﺪاد ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ در ﺑﺮاﺑﺮ ﺟﺮﻳﺎن اﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﺑﺮاي اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي دﺑﻲ ﺳﻴﺎل ﻫﺎي ﺧﻮرﻧﺪه ﻣﻨﺎﺳﺐ‬ ‫اﺳﺖ‪ .‬ﻣﺤﺪودﻳﺖ ﻫﺎي اﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ اﻓﺖ ﻓﺸﺎر ﭼﺸﻤﮕﻴﺮ و ﻛﺎﻫﺶ دﻗﺖ در ﺣﻀﻮر ﮔﺎزﻫﺎﻳﻲ ﺑﺎ ﺟﺮﻳﺎن ﻛﻢ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬ ‫‪To understand how the mass flow rate is measured with this device, refer to the following attachment.‬‬

‫‪http://controls.engin.umich.edu/wiki/index.php/Image:Coriolis_Meter.doc‬‬

‫‪Frequency‬‬ ‫اﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻫﺎ از ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ و ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻫﺎي اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﺑﺮاي اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﻛﻨﻨﺪ‪.‬‬ ‫‪Vortex Shedding Flow Meter‬‬ ‫ﻳﻚ ﻣﺎﻧﻊ‪ ،‬ﻏﻴﺮ آﺋﺮودﻳﻨﺎﻣﻴﻚ ﺑﺮ ﺳﺮ راه ﺟﺮﻳﺎن درون ﻟﻮﻟﻪ ﻗﺮار داده ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬وﻗﺘﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﻪ اﻳﻦ ﺟﺴﻢ ﺑﺮﺧﻮرد ﻣﻲ ﻛﻨﺪ‪ ،‬ﻳﻚ ﺳﺮي‬ ‫ﮔﺮادﺑﻪ ﻫﺎي ﻣﺘﻨﺎوب ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲ ﺷﻮد و ﺑﺎﻋﺚ ﭼﺮﺧﺶ ﺳﻴﺎل در ﺣﻴﻦ رﻓﺘﻦ ﺑﻪ ﭘﺎﻳﻴﻦ دﺳﺖ ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﺗﻌﺪاد ﮔﺮداﺑﻪ ﻫﺎي ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه ﺑﻪ‬ ‫ﻃﻮر ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﺳﻴﺎل ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ اﺳﺖ در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﺑﺎ دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن‪ .‬ﮔﺮداﺑﻪ ﻫﺎ در ﭘﺎﻳﻴﻦ دﺳﺖ ﻣﺎﻧﻊ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﺷﻌﻪ‬ ‫اوﻟﺘﺮاﺳﻮﻧﻴﻚ)‪ (ultrasonic‬ﻛﻪ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻋﻤﻮدي ﺑﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﻓﺮﺳﺘﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻳﻚ ﻣﺪار ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺑﻪ وﻟﺘﺎژ ﺗﺸﺨﻴﺺ‬ ‫داده ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ‪ ،‬وﻗﺘﻲ ﮔﺮداﺑﻪ ﻫﺎ ﺑﻪ ﭘﺮﺗﻮ اوﻟﺘﺮا ﺳﻮﻧﻴﻚ ﻣﻲ رﺳﻨﺪ آﻧﻬﺎ ﻣﻮج ﺣﺎﻣﻞ )ﻛﻪ اﻟﻜﺘﺮوﻧﻴﻜﻲ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺷﺪه( را ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲ دﻫﻨﺪ‪ .،‬ﺷﻜﻠﻲ‬ ‫ﻛﻪ در اداﻣﻪ ﻣﻲ آﻳﺪ اﺻﻮل اﺳﺎﺳﻲ ‪ Vortex Shedding Flow Meter‬را ﻧﻤﺎﻳﺶ ﻣﻲ دﻫﺪ‪.‬‬

‫‪ Vortex Shedding Flow Meter‬ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ ﮔﺰﻳﻨﻪ ﺑﺮا ي ﺟﺮﻳﺎن ﻫﺎي آﺷﻔﺘﻪ ﺑﺎ ﻋﺪد رﻳﻨﻮﻟﺪز ﺑﺎﻻﺗﺮ از ‪ 10000‬ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ‪ .‬ﻳﻜﻲ از‬ ‫ﻣﺰﻳﺖ ﻫﺎي اﻳﻦ روش ﺑﻲ اﺛﺮ ﺑﻮدن آن ﻧﺴﺒﺖ ﻓﺸﺎر‪ ،‬دﻣﺎ و وﻳﺴﻜﻮزﻳﺘﻪ اﺳﺖ‪ .‬و ﺑﺰرﮔﺘﺮي ﻋﻴﺐ اﻳﻦ روش اﻓﺖ ﻓﺸﺎر ﻧﺎﺷﻲ از ﻣﺎﻧﻊ ﻣﻲ‬ ‫ﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬ ‫‪Ultra Sonic Flow Meter‬‬ ‫دو ﻧﻮع از ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺠﻬﺎي ‪ Ultra Sonic‬وﺟﻮد دارد‪ Transit Time ،‬و ‪ ، Doppler model‬ﻫﺮ دوي آﻧﻬﺎ ﻣﻌﺎدﻻت واﺣﺪي را‬ ‫ﺑﺮاي ﺑﻴﺎن اﺻﻮﻟﻲ ﻛﻪ ﭘﺸﺖ آﻧﻬﺎ اﺳﺖ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﻛﻨﻨﺪ‪ .‬اﺳﺎس اﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻫﺎ ﺑﺮ ﻛﻨﺘﺮل ﻛﺮدن اﻣﻮاج اوﻟﺘﺮاﺳﻮﻧﻴﻚ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬ ‫ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻧﻮع ‪ Transit Time‬داراي دو ﻣﺒﺪل در ﺑﻴﺮون ﻟﻮﻟﻪ ﺑﺮاي اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي زﻣﺎن ﻓﺮﺳﺘﺎده ﺷﺪن ﺳﻴﮕﻨﺎل از ﻣﺒﺪل ﺑﺎﻻﻳﻲ در‬ ‫ﺑﺎﻻ دﺳﺖ ﺑﻪ ﻣﺒﺪل ﭘﺎﻳﻴﻨﻲ در ﭘﺎﻳﻴﻦ دﺳﺖ و ﺑﺮ ﻋﻜﺲ‪.‬‬ ‫اﻳﻦ اﻣﺮ ﺳﺒﺐ ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ ﺳﺮﻋﺖ ﻣﺘﻮﺳﻂ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﻣﻌﻴﻦ‬

‫ﺷﻮد‪:‬‬

‫در اﻳﻦ ﻣﻌﺎدﻟﻪ ‪ d‬ﻗﻄﺮ ﻟﻮﻟﻪ اﺳﺖ‪ α ،‬زاوﻳﻪ ﺑﻴﻦ ﺟﺮﻳﺎن و ﻟﻮﻟﻪ‪ tUD ،‬زﻣﺎن رﺳﻴﺪن ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺑﻪ ﻣﺒﺪل ﭘﺎﻳﻴﻦ دﺳﺖ‪ tDU ،‬زﻣﺎن رﺳﻴﺪ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﺑﻪ‬ ‫ﻣﺒﺪل ﺑﺎﻻ دﺳﺖ‪.‬‬ ‫ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻧﻮع ‪ Doppler‬ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﻧﺘﻘﺎل ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻴﮕﻨﺎل اوﻟﺘﺮاﺳﻮﻧﻴﻚ وﻗﺘﻲ ﻛﻪ ﻣﻨﻌﻜﺲ ﻣﻲ ﺷﻮد ﺗﻮﺳﻂ ذراﺗﻤﻌﻠﻖ ﻳﺎ ﺣﺒﺎب‬ ‫ﻫﺎي ﮔﺎز ﻣﻮﺟﻮد در ﺟﺮﻳﺎن‪.‬‬ ‫ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻣﻨﻌﻜﺲ ﺷﺪه ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﻧﻮر ﺣﺮﻛﺖ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ‪.‬‬

‫ﻛﻪ ‪ f‬ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ واﻗﻌﻲ‪ Δf ،‬ﺗﻐﻴﻴﺮ در ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﻳﺎ اﻧﺘﻘﺎل ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ‪.‬‬ ‫ﻫﺮ دوي اﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻫﺎ ﺑﺮاي اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﻛﺎﻧﺎﻟﻬﺎي ﺑﺎز و ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎي ﻛﻪ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻛﺎﻣﻞ ﺑﺎ ﺟﺮﻳﺎن ﭘﺮ ﻧﺸﺪه اﻧﺪ‪ .‬وﻟﻲ ﺑﻪ‬ ‫ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺟﺮﻳﺎن ﺧﻴﻠﻲ واﺑﺴﺘﻪ اﻧﺪ ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺑﺎﻳﺪ ﺑﺎ دﻗﺖ ﻛﺎﻟﻴﺒﺮه ﺷﻮﻧﺪ‪ .‬ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺗﺎ زﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ ﻣﺎﻧﻌﻲ ﺑﺮ ﺳﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﻗﺮار ﻧﮕﻴﺮداﻓﺖ ﻓﺸﺎري‬ ‫ﻧﺪارﻳﻢ‪.‬‬ ‫‪The following link will help to show how both types of the Ultrasonic meter works and how the‬‬ ‫‪above equations are derived.‬‬ ‫‪http://controls.engin.umich.edu/wiki/index.php/Image:Ultrasonicflowmeter.doc‬‬

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬ ‫اﻧﻮاع دﻳﮕﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻫﺎ‬ ‫‪Magnetic Flow Meter‬‬ ‫ﻳﻚ ﻣﺪل از ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺠﻬﺎي ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ ﺣﻠﻘﻪ اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ را ﺑﻪ دور ﻟﻮﻟﻪ اي ﻛﻪ ﻗﺮار اﺳﺖ ﺟﺮﻳﺎن آن اﻧﺪازه ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد ﻗﺮار ﻣﻲ‬ ‫دﻫﺪ‪.‬ﻳﻚ ﺟﻔﺖ اﻟﻜﺘﺮود در اﻣﺘﺪاددﻳﻮاره ﻟﻮﻟﻪ ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮد‪ .‬ﺳﻴﺎﻟﻲ ﻛﻪ ﺟﺮﻳﺎن دارد داراي ﻣﻘﺪار ﻛﻤﻲ ﻫﺪاﻳﺖ اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ اﺳﺖ‪ ،‬ﺣﺮﻛﺖ‬ ‫ﺳﻴﺎل درون ﻟﻮﻟﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺣﺮﻛﺖ ﻳﻚ رﺳﺎﻧﺎ در ﻣﻴﺪان اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ در ﻣﻲ آﻳﺪ‪ .‬ﻳﻚ ﺗﻐﻴﻴﺮ اﻟﻘﺎﻳﻲ در وﻟﺘﺎژ ﺑﻴﻦ اﻟﻜﺘﺮودﻫﺎ اﻳﺠﺎد ﻣﻲ ﺷﻮد‪،‬‬ ‫ﻛﻪ ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﺳﻴﺎل ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ اﺳﺖ‪.‬‬

‫ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺎ اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي ﺗﻐﻴﻴﺮات وﻟﺘﺎژ اﻟﻘﺎﻳﻲ ﺳﻴﺎل ﻫﺎدي ﻋﺒﻮري از ﻣﻴﺎن ﻣﻴﺪان ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ ﭘﻴﺪا ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﺑﺮ ﻃﺒﻖ ﻗﺎﻧﻮن‬ ‫ﻓﺎرادي‪ ،‬ﺑﺰرﮔﻲ وﻟﺘﺎژ اﻟﻘﺎﻳﻲ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺑﺎ ﺷﺎر ﻣﻴﺪان‪ ،‬ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﻴﻦ ‪ probes‬و ﺳﺮﻋﺖ ﺳﻴﺎل راﺑﻄﻪ دارد‪.‬‬

‫‪ E‬وﻟﺘﺎژ ﺟﺮﻳﺎن اﻟﻘﺎﻳﻲ‪ N ،‬ﺗﻌﺪاد دور‪ B ،‬ﻣﻴﺪان ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ ﺑﻴﺮوﻧﻲ‪ φ ،‬ﺷﺎر ﻣﻴﺪان ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ‪ D ،‬ﻓﺎﺻﻪ ﺑﻴﻦ اﻟﻜﺘﺮود ﻫﺎ و ‪ V‬ﺳﺮﻋﺖ ﺳﻴﺎل‪.‬‬ ‫ﺑﻌﻀﻲ از ﻣﺰﻳﺖ ﻫﺎي اﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ‪ :‬اﻓﺖ ﻓﺸﺎر ﻛﻢ ﺑﻪ دﻟﻴﻞ وﺟﻮد ﺣﺪاﻗﻞ ﻣﺎﻧﻊ در راه ﺟﺮﻳﺎن‪ ،‬ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻧﮕﻪ داري ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺑﻪ دﻟﻴﻞ وﺟﻮد‬ ‫ﺣﺪاﻗﻞ ﻗﻄﻌﺎت ﻣﺘﺤﺮك‪ .‬و ﻳﻜﻲ از ﻣﻌﺎﻳﺐ آن اﻳﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﻌﻤﻮل ﺑﻪ ﺳﻴﺎﻟﻲ ﺑﺎ ﻫﺪاﻳﺖ اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ از ‪ 3 µS/cm‬ﻧﻴﺎز اﺳﺖ‪.‬‬

‫‪Gear Flow Meter‬‬ ‫اﻳﻦ ﻧﻮع ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻫﺎ داراي ﭼﺮخ دﻧﺪه ﻫﺎي ﺑﻴﻀﻲ ﺷﻜﻞ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﺑﺎ داﻧﺪاﻧﻪ ﻫﺎي ﺟﻔﺖ ﺷﻮﻧﺪه ﻛﻪ ﻣﻘﺪار ﺳﻴﺎﻟﻲ را ﻛﻪ ﻋﺒﻮر ﻣﻲ ﻛﻨﺪ‬ ‫ﻛﻨﺘﺮل ﻣﻲ ﻛﻨﺪ‪ .‬دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺎ ﺗﻌﺪاد دﻓﻌﺎﺗﻲ ﻛﻪ ﭼﺮﺧﺪﻧﺪه ﻫﺎ ﭘﺮ و ﺧﺎﻟﻲ ﻣﻴﺸﻮﻧﺪ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ‪ .‬اﻳﻨﺠﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻫﺎ دﻗﺖ ﺑﺎﻻﻳﻲ‬ ‫دارﻧﺪ و ﺑﺮاي ﺟﺮﻳﺎن ﻫﺎي ﻛﻢ و ﺳﻴﺎل ﻫﺎﻳﻲ ﺑﺎ وﻳﺴﻜﻮزﻳﺘﻪ ﺑﺎﻻ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد‪.‬‬ ‫ﻧﺼﺐ اﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎن ﺳﻨﺞ ﻫﺎ ﺑﺴﻴﺎر آﺳﺎن اﺳﺖ زﻳﺮا ﻧﻴﺎزي ﺑﻪ ﻟﻮﻟﻪ ﻛﺸﻲ ﻧﺪارﻧﺪ‪.‬‬

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬

Table of Flow Meters The following table outlines specifics for most of the flow meters. This may be helpful in answering example 1. Accuracy is given in terms of FSD (full scale deflecDon) which is the deflecDon of meter's pointer to the farthest point on the scale. This implies the highest measurement.

Flow Profile Distortion In the real world, the flow profile is not always symmetrical. Pipe fittings such as elbows, tee-pieces, and reducers can change the flow profile. One example of a fitting that alternates the flow profile is a sharp elbow which causes pure swirls throughout the fluid. Some flow meters are more sensitive to particular types of flow distortion. More complex flow conditions produce better velocity profile but there is a trade off since they are more expensive and give higher pressure drops.

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬ Example 1 a) Oil is flowing in a medium sized pipe which is insensitive to temperature and pressure. Pressure drop measured is relatively low. Which type of flow meter is recommended? Coriolis flow meter because it effectively measures flow rates of high viscous liquids at a low pressure drop. Coriolis flow meters are also insensitive to temperature and pressure. (b) Why is Doppler only recommended for liquids containing suspended solids or gases? The Doppler sensor transmits sound into the flow stream, which must be reflected back to the sensor to indicate flow velocity. Gas bubbles or suspended solids act as reflectors for the Doppler signal. Doppler flow meters are recommended for liquids containing solids or bubbles with a minimum size of 100 microns and a minimum concentraDon of 100 ppm. (c) When would you use Vortex flow meters? Vortex is mainly used to measure steam flow rates. They are also used to measure gases and liquids with low viscosity that contains hardly any solids. (d) A conduc*ve liquid is flowing in a pipe (1000 mm size) at the temperature of 430K. Which type of flow meter is recommended to measure the flow rate? Electromagnetic flow meter is used in this case as it measures flow rates of conductive liquids. Example 2 Kerosene at 20 deg C flows at 18 m3 / h in a 5 cm diameter pipe. If a 2 cm diameter thin plate orifice with corner taps is installed, what will the measured drop be in Pa? Why is orifice meter used in this case? Data given: Cd=0.6030; μ = 192E-3 kg/ (m s) for kerosene; ρ = 804 kg/m^3 Solution: Orifice meter is used in this case because Kerosene is a clean and non viscous liquid. Usually, pipe velocity is calculated using the velocity formula to calculate Re and Cd values. The pipe velocity is:

In this case, we already have the Cd. So,using orifice pressure drop formula, calculate

‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ اﻳﺮاﻧﻲ‬

Final step is to solve for Δp to give 273 kPa.

References • • • • • • • • • • •

Cole-Palmer Catalog, 2005-2006 [1]Engineering fundamentals' website: http://www.efunda.com/ Perry, Robert H., Perry's Chemical Engineers' Handbook, 7th EdiDon. McGraw-Hill, 1997. Richardson, J.F. and Peacock, D.G., Chemical Engineering, 3rd EdiDon, Volume 3. Bu erworthHeinemann, 1994. [2]Process Measurement and control Products: http://www.crossinstrumentation.com/ [3]Universal Flowmeters Presents Flowmeters.com: http://www.flowmeters.com/ufm/index.cfm?task=coriolis [4]TransacDons Volume 4: Flow and Level Measurement: http://www.omega.com/literature/transacDons/volume4/T9904-10-MASS.html [5] Wikipedia entry on Coriolis Mass Flowmeters: http://en.wikipedia.org/wiki/Mass_flow_meter [6]Omega Literature: Flow and Level Measurement: h p://www.omega.com/literature/transacDons/volume4/T9904-07-DIFF.html#diff_1 Geankoplis, ChrisDe John, Transport Processes and SeparaDon Process Principles, 4th EdiDon, Pearson EducaDon, 2003. McKetta, John J., Cunningham, William A., Encyclopedia of Chemical Processing and Design: Volume 43 - Process Control: Feedback Simulation to Process OpDmizaDon, CRC Press, 1993.