روتامتر
مقدمه پاورپوینت
در فرآیندهای صنعتی شدت جریان حجمی (دبی) از جمله متغیر هایی است که به دلایل زیر به وفور اندازه گیری می شود :
- دبی مهم ترین متغیر قابل تغییر جهت کنترل دیگر متغیرهاست .
- موازنه مواد درفرآیند بر اساس اندازه گیری دبی است .
- یک پارامتر مهم در ارزیابی کارآیی فرآیند ٬ ظرفیت است که توسط دبی جریان داده می شود . یکی از وسایل اندازه گیری دبی روتامتر نامیده می شود .
روتامتر (جریان سنج خطی) وسیله اندازه گیری دبی در مجاری بسته برای سیالات غیر قابل تراکم می باشد .
دبی سنج با سطح مقطع متغیر (روتامتر)
در دبی سنج های با سطح متغیر ٬ افت فشار ثابت نگه داشته می شود روتامتر (دبی سنج چرخان) مهم ترین دبی سنج با سطح مقطع متغیر است که عمدتا از یک لوله ی شیشه ای که قطر آن با شیب ملایم کم می شود ساخته شده است و به طور عمودی نصب شده و جریان به آن وارد می شود ٬ جسم شناوری که به اندازه پایه لوله شیشه ای است درون آن قرار گرفته و متناسب با مقدار جریان به سمت بالا حرکت می کند ٬ به دلیل آنکه قطر لوله در بالا نسبت به پایین آن بزرگتر است جسم شناور در نقطه ای از لوله شیشه ای نسبت به کف آن قرار می گیرد که اختلاف فشار بین سطوح بالایی و پایینی با وزن جسم شناور به تعادل برسد .
نیروی وارده به وزنه در اثر جریان آب را نیروی دراگ می نامند و به صورت زیر نمایش می دهند :
FD = CDAρV2/2
CD: ضریب کشش
ρ: چگالی
A: سطح مقطع وزنه
: Vسرعت متوسط سیال
نیروی وزن و نیروی شناوری مقداری ثابت و تابع جنس و شکل وزنه میباشد .
اگر نیروهای رو به بالا را مثبت در نظر بگیریم ٬ موازنه نیرو روی شناور بصورت زیر نوشته می شود :
وقتی چگالی سیال ثابت باشد ، نیروی شناوری ثابت است ٬ با ساخت به صورت لبه دار آشفتگی زیادی ایجاد شده که خود باعث کاهش حساسیت وسیله به گرانروی سیال می شود بنابراین با ثابت در نظر گرفتن نیروی دراگ ناشی از گرانروی بر روی شناور :
0 = وزن شناور – نیروی درگ + (سطح شناور× افت فشار) + نیروی شناوری
برای ثابت نگه داشتن افت فشار در دبی های مختلف ، شناور در موقعیت های متفاوتی قرار گرفته و از این رو در دبی های بالاتر سیال ، مساحت عبور جریان افزایش می یابد .
اساس کار روتامتر معادله ی اندازه حرکت می باشد .
افت فشار در روتامتر در مقایسه با دبی سنج با ارتفاع متغیرکمتر است
دبی مستیما از درجه بندی هایی که روی لوله شیشه ای نوشته شده است خوانده می شود که در بعضی موارد یک سنسور اتوماتیک ارتفاع جسم شناور را اندازه می گیرد . این گونه روتامترها اغلب از فولاد یا دیگر مواد مقاوم در برابر سیالات فشار بالا ساخته میشوند . روتامترها ممکن است در اندازه ی 0.25 اینچ تا اندازه های 6 اینچ باشند که اندازه های بزرگتر گران قیمت تر هستند و نسبت به اریفیس پلیت گستره ی وسیعتری از جریان را با دقت ± 2 درصد را اندازه می گیرند . حداکثر فشار عملکرد آن ها مو قعی که از شیشه ساخته شده باشند 300 psig می باشد .