جریان سنج ها
چکیده مقاله
برای انتقال و ذخیره سازی مایعات و گازها باید در مورد خواص و رفتار این سیالات اطلاعات کافی در اختیار داشت. بسیاری از این نیروها بر روی این سیالات اثر کرده،به گونه ای که باعث تغییر فشار،دما، تنش و کشش در آنها میشود.
مبحث اندازه گیری از جمله مباحثی است که همواره در صنعت مورد توجه بوده و می باشد . کمیتها و پارامترهای عمده که در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی مورد اندازه گیری و کنترل قرار می گیرند عبارتند از فشار ، دما، ارتفاع سطح و جریان که در بین این کمیتها اندازه گیری و کنترل جریان نقش مهم و بسزایی را ایفا می کند . با توجه به شرکتی شدن مناطق گاز رسانی و ضرورت ایجاد واحدهای اندازه گیری و توزیع گاز در شرکتهای گاز استانی بحث اندازه گیری جریان گاز از جایگاه ویژه ای برخوردار گردید چرا که با توجه به حجم بالای گاز عبوری از یک ایستگاه CGS و یا ایستگاههای صنعتی ، دستگاههای اندازه گیری جریان گاز می بایست دارای خصوصیات و شرایط ویژه ای باشند.
این مقاله از دو فصل تشکیل شده است.فصل اول در قالب طرح تحقیق به بررسی و نیز اهمیت مساله مورد تحقیق می پردازد.
درفصل اول به مبانی مبحث با انواع مختلف جریان سنجها پرداخته شده است. ازجمله جریان سنج هایی که می توان مد نظر قرار داد ( جریان سنج با سوراخ کامل،جریان سنج ونتوری،جریان سنج سطحی روتامتر، جریان سنج روزنه ای، جریان سنج تیغه ای، جریان سنج فرکانس گردابی، کنتورهای اریفیسی، جریان سنج توربینی، جریان سنج ها با جا به جایی مثبت، کنترهای اولتراسونیک، جریان سنج مغناطیسی، جریان سنج فراصوتی، جریان سنج جا اندازی، جریان سنج گرمایی، جریان سنج کریولیس،…)وموارد دیگر که در رابطه باآن بحث خواهیم کرد و معایب و مزایای آنها را به طور تخصصی بررسی می کنیم.
در فصل دوم به بحث پیرامون کالیبراسیون دستگاههای جریان سنج می پردازیم.هر دستگاه ویژگیهای فنی و ویژگیهای اندازه شناختی خود را دارد. با توجه به اینکه دستیابی به کیفیت برتر از طریق انجام آزمونها و اندازه گیری های مطمئن ارزیابی می گردد ، این بحث مطرح می شود که اندازه گیری مطمئن چگونه اندازه گیری می باشد؟ آیا نو بودن تجهیزات یا استفاده از تکنولوژی جدید دستگاهی ، می تواند منجر به اندازه گیری مطمئن شود.پاسخ اینست که تنها کالیبراسیون صحیح و دوره ای به نتایج خروجی دستگاهها کیفیت می بخشد.به همین جهت توضیحی در رابطه با کالیبراسیون و دستگاه های مورد استفاده و نحوه کار با آنها داده شده است.
برای کنترل فرآیند صنعتی، باید مقدار ماده ای که وارد فرآیند میشود یا از آن خارج میشود معلوم باشد.چون تا حد امکان به شکل سیال منتقل میشوند، اندازه گیری آهنگ جریان سیال در لوله یا سایر کانال ها اهمیت دارد.به همین دلیل مبحث جریان سنج ها اهمیت خاصی دارد.امید که مفید محضر خوانندگان محترم قرار گیرد.

فصل یک
جریان سنج ها
مقدمه :
برای انتقال و ذخیره سازی مایعات و گازها باید در مورد خواص و رفتار این سیالات اطلاعات کافی در اختیار داشت.بسیاری از این نیروها بر روی این سیالات اثر کرده،به گونه ای که باعث تغییر فشار،دما، تنش و کشش در آنها میشود.در صورتی که رابطه ی بین اجزای تنش و شدت کشش وارده در تمام جهات یکسان باشد به ان سیال ایزوتروپیک گفته میشود.معمولا در تخمین های اولیه ی طراحی برای به دست اوردن شدت جریان مایع از دما و فشار متوسط استفاده میشود.شدت جریان از پارامترهای کلیدی برای محاسبه ی اندازه ی لوله،پمپ،کمپرسور و ظرفیت انها محسوب میشود.
روتامترها، صفحات سوراخ دار، ونتوری و جابه جایی سنج ها به شکل گسترده ای برای اندازگیری شدت جریان سیال در عملیات های صنعتی به کار می روند.از صفحات سوراخ دار و روتامترها بیش از سایر تجهیزات استفاده می شود.روتامترها با استفاده از یک شناور شاقولی که در یک لوله قرار دارد و قطر آن به تدریج تغییر می کند، شدت جریان را نشان میدهد.جریان سیال با کاهش قطر تنظیم می شود.سوراخ کردن دقیق این لوله باعث افزایش قیمت این تجهیزات می شود.از طرف دیگر صفحات سوراخ دار ارزان ترین و انعطاف پذیرترین این تجهیزات هستند.با وجود افت فشاری که به طور دایمی ایجاد می کنند آنها را میتوان یکی از تجهیزات رایج در دانست.لوله های ونتوری بسیار گران قیمت هستند البته به دلیل اینکه به طور پیوسته افت فشار بسیاری ایجاد نمی کنند در مواردی که افت فشار از اهمیت فراوانی برخوردار است میتوان از آن استفاده کرد.لوله های ونتوری معمولا دارای یک ورودی با قطر متغیر و زاویه داخلی ۲۵ تا ۳۰ درجه و یک خروجی با قطر متغیر و زاویه ی داخلی ۷ درجه هستند.در این شرایط اگر عدد رینولز بر اساس شرایط مقطعی جریان بالا دستی بیش از ۵۰۰۰ باشد میتوان مقدار ضریب تخلیه را ۹۸/۰ فرض کرد.
در صنعت معمولا از چندین نوع جریان سنج جرمی استفاده می شود.در یک جریان سنج جرمی با جریان محوری که از خاصیت مومنتم عرضی استفاده می کند، جریان محوری از یک پروانه و یک توربین که به طور سری قرار گرفته اند عبور می کند.پروانه به سیستم مومنتم زاویه ای میدهد که باعث گشتاور می شود و این گشتاور توسط توربین اندازگیری می شود.گشتاور اندازگیری شده متناسب با سرعت دورانی پروانه و شدت جریان جرمی است.
برای کنترل فرآیند صنعتی، باید مقدار ماده ای که وارد فرآیند میشود یا از آن خارج میشود معلوم باشد.چون تا حد امکان به شکل سیال منتقل میشوند، اندازه گیری آهنگ جریان سیال در لوله یا سایر کانال ها اهمیت دارد.در صنعت، انواع مختلف جریان سنج ها به کار میروند.جریان سنج بر این مبنای انتخاب میشود: قابلیت کاربرد، هزینه نصب و هزینه های کارکرد، گستره آهنگ های جریان که جریان سنج میتواند با آن کار کند، و دقت جریان سنج.گاهی اوقات، نمایش تقریبی آهنگ جریان تنها کاری است که جریان سنج انجام میدهد؛ ولی در مواردی مانند کنترل خوراک راکتورها یا انتقال مقدار معینی سیال، برای اندازه گیری بسیار دقیق آهنگ جریان جرمی از آن استفاده میکنند.
تعدادی از جریان سنج ها آهنگ جریان جرمی را مستقیما اندازه می گیرند،اما بیشتر آنها آهنگ جریان حجمی یا سرعت متوسط سیال را اندازه می گیرند، که از روی آن آهنگ جریان حجمی را میتوان محاسبه کرد.برای تبدیل آهنگ حجمی به آهنگ جریان جرمی باید چگالی سیال در شرایط کارکرد معلوم باشد.بیشتر جریان سنج ها با تمام سیال داخل لوله یا کانال کار می کنند و به آنها جریان سنج با سوراخ کامل میگویند.انواع دیگر، به نام جریان سنج های جا اندازی، آهنگ جریان، یا معمولا سرعت سیال، را در یک نقطه تنها اندازه می گیرند.البته،اغلب میتوان آهنگ جریان کلی را با دقت زیاد از روی این اندازه گیری تک نقطه به دست آورد.

اندازه گیری
مبحث اندازه گیری از جمله مباحثی است که همواره در صنعت مورد توجه بوده و می باشد . کمیتها و پارامترهای عمده که در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی مورد اندازه گیری و کنترل قرار می گیرند عبارتند از فشار ، دما، ارتفاع سطح و جریان که در بین این کمیتها اندازه گیری و کنترل جریان نقش مهم و بسزایی را ایفا می کند . با توجه به شرکتی شدن مناطق گاز رسانی و ضرورت ایجاد واحدهای اندازه گیری و توزیع گاز در شرکتهای گاز استانی بحث اندازه گیری جریان گاز از جایگاه ویژه ای برخوردار گردید چرا که با توجه به حجم بالای گاز عبوری از یک ایستگاه CGS و یا ایستگاههای صنعتی ، دستگاههای اندازه گیری جریان گاز می بایست دارای خصوصیات و شرایط ویژه ای باشند.
شرایط ویژه گاز پس از عبور از خطوط انتقال از نقطه نظر ذرات معلقموجود و آلودگی های احتمالی بخصوص روغنها، گریسها به همراه محصولات خوردگی همه وهمه ایجاب مینماید که در انتخاب سیستم اندازه گیری برای هر شرایط تفاوتهائی را قائلشد.
هرچه میزان گاز عبوری از دستگاه اندازه گیری بیشتر گردد ، دقت اندازه گیری نیز میبایست بالاتررود بدلیل اینکه حتی خطائی معادل ۰٫۵% ممکن است درحجمهای میلیونی در دراز مدت زیانهای مالی بسیاری را بر شرکت تحمیل نماید واین دقیقا” همان چیزی است که باعث شده افزایش ACCURACY یک دستگاه اندازه گیری به میزان %۱ قیمت دستگاه را نسبت به مشابه خود دو برابر نماید.درعلم اقتصاد و بحث مدیریت صنعتی میتوان با افزایش CAPITAL COST میزان VARIABLE COST را کم کرد و بنابراین با خرید و سرمایه گذاری جهت سیستمهای اندازه گیری مطمئن تر و با دقت بالاتر حتی با قیمت چند برابر در دراز مدت اثرات آن در سود آوری شرکتها کاملا” آشکار خواهدشد.

جهت اندازه گیری جریان سیالات ، دستگاهها و روشهای متفاوتی وجود دارد که بطور اختصار می توان موارد زیر را نام برد :

وسایل ایجاد کننده اختلاف فشار
جریان سنجهای سرعتی
جریان سنجهای نوع جابجایی
جریان سنجهای جرمی

فهرست مطالب
فصل اول : جریان سنج ها
– چکیده
– مقدمه
– اندازه گیری
– مزیت سیستم میترینگ
– تقسیم بندی جریان سنج ها
– جریان سنج با سوراخ کامل
– جریان سنج ونتوری
– جریان سنج روزنه ای
– جریان سنجV شکل
– جریان سنج سطحی روتامتر
مزایای روتامتر
معایب روتامتر
– جریان سنج تیغه ای
– جریان سنج فرکانس گردابی
– کنتورهای اریفیسی
صفحه اریفیس
جزییات صفحه ی اریفیس از نوع هم مرکز
انواع اریفیس از نظر نوع فلنج
طول لوله های ورودی و خروجی
انواع نقاط اتصال
– محاسبات اریفیس ها
محاسبات اریفیس ها در جریان گاز
تصحیح اثر تغییرات دما و فشار
گلوگاه دارای صفحه ی اریفیس دار
گلوگاه نازل دار
تشخیص عیوب در اریفیس مترها بر اساس اختلاف فشار
نتیجه گیری
– جریان سنج توربینی
مزایا جریان سنج توربینی
معایب جریان سنج توربینی
– کنتور گاز توربینیfluxi 2000/tz
شمار انداز
انتقال دهنده ها
پمپ روغن
پره توربینی
استرایز
تغییرات در شمار انداز در ورژن های مختلف
محل سنسور فشار
ترموول
غلاف ترموول
یکنواخت کننده جریان
ویژگی انتقال دهنده
– جریان سنج ها با جا به جایی مثبت
مزایا جریان سنج جابه جایی مثبت
معایب جریان سنج جابه جایی مثبت
– کنترهای اولتراسونیک
مزایا جریان سنج اولتراسونیک
معایب جریان سنج اولتراسونیک
– فلومتر اولتراسونیک گاز
تئوری عملکرد
دلایل گزینش فلومترهای اولتراسونیک
دلایل گزینش فلومترهای اولتراسونیک ساخت الستر- اینسترومت
نسل جدیدی از فلومترهای اولتراسونیک گاز
خدمات گوناگون از یک منبع
عیب یابی diagnostic
کنترل خودکار بهره AGC
پذیرش سیگنال signal acceptance
– جریان سنج مغناطیسی
تحریک اندازه گیر مغناطیسی
الکترودها
پیشرفت های جدید
انتخاب و اندازه
کاربردهای مشکل
نصب
– جریان سنج فراصوتی
– فلومتر ورتکس
نحوه عملکرد
موارد کاربرد
– OSCILLATOR FLOW METER
– thermal mass flow METER
– فلومتر مدارات الکترونیکی
– جریان سنج کریولیس
مزایا جریان سنج کریولیسی
معایب جریان سنج کریولیسی
– جریان سنج جا اندازی
– لوله پیتو
معایب لوله پیتو
– جریان سنج گرمایی
– سایر جریان سنج های جا اندازی
– جریان سنج روزنه ای جریان سنج توربینی
– ACCURACY
– CALIBRATION
– RANGEABILITY
– REPEATABILITY
– RELIBILITY
– MAINTENANCE 107
– PRICE
– مقایسه بین اریفیس متر و توربین مترها
OPERATION
PRESSURELOSS
CONSTRUCTION
جمع بندی
تفاوت ونتوری متر و اریفیس متر
 سایر ادوات اصلی یک سیستم میترینگ
فلو کامپیوتر و سیستم کنترل و سوپروایزری
میتر فاکتور
فصل دوم : کالیبراسیون
– مقدمه
– کالیبراسیون
– فواید کالیبراسیون
– PM
– هدف و دامنه کاربرد استاندارد
– تجهیزات
– قابلیت ردیابی اندازه گیری
– ضرورت کالیبراسیون
– کدام دستگاه ها باید کالیبره شوند؟
– اهداف اصلی کالیبراسیون
– استقرار قابلیت ردیابی نتایج اندازه گیری (در کالیبراسیون)
– دستاوردهای کالیبراسیون
– مراحل اقدام برای کالیبراسیون
– تعاریف
۱- کد گذاری تجهیزات اندازه گیری و تهیه شناسنامه و لیست آنه
۲- طبقه بندی تجهیزات از نظر کالیبراسیون
۳- تعیین دوره تناوب کالیبراسیون
۴- تعیین حد مجاز خطای تجهیز
۵- معیارهای انتخاب کالیبره کننده
حداقل نیازمندی ها برای کالیبره کردن
۶ -شناسایی تجهیز
– روش کالیبراسیون
کالیبره کننده
تجهیز مناسب
قابلیت ردیابی
شرایط محیطی تاثیر گذار بر کالیبراسیون
تعیین خطا
صدور گواهی
ثبت و حفظ و نگهداری سوابق کالیبراسیون
– فنون کالیبراسیون
– اهمیت کالیبراسیون
– بررسی تاثیر شکل دبی سنج روی ضریب کالیبراسیون
۱-مقدمه
۲-روش محاسباتی
۳-نتایج و بحث
۴- نتیجه گیری
– آشنایی با نحوه کالیبراسیون آنالایزر
کالیبراسیون
مهارت های مورد نیاز
سیستم احیاء دستی
روش کالیبراسیون
روش انجام
– آزمایشگاه کالیبراسیون فلومیترهای جرمی و حجمی
– آزمایشگاه کالیبراسیون فلومیترهای حجمی
نتیجه گیری
منابع