فلومتر ونتوری
فلومتر ونتوری یک دبی سنج فشار تفاضلی می‌باشد. برای اینکه بتوان سرعت جریان را از این طریق استنباط کرد، با سبب ایجاد تغییر در جریان سیال شد. این دبی سنج کاربردی، سبب انقباض قطر لوله و در نتیجه افت فشار و افزایش سرعت جریان مربوطه خواهد شد. سپس با اندازه گیری اختلاف فشار در دو نقطه مختلف از یک لوله، باعث ایجاد اندازه‌گیری جریان خواهد شد. اساس عملکرد این دبی سنج‌ها نیز مانند بسیاری از دبی سنج‌های فشار تفاضلی، اصول معادله برنولی است.
لوله‌های ونتوری دربردارنده عملکرد منحصر به فردی هستند. این لوله‌ها با ایجاد مانع، سبب بروز اختلاف فشار در سیالات خواهند شد. برای به دست آوردن دبی سیال مورد نظر با استفاده از این دبی سنج، می‌توان از محاسبه و اندازه گیری اختلاف فشار در سیالات استفاده نمود. از این رو شاهد عملکرد فوق‌العاده این دبی سنج در بسیاری از صنایع مختلف هستیم.
تکنولوژی فلومتر ونتوری :
فلومتر ونتوری با قرارگیری در لوله (مرکز عبور سیال) از افت فشار بین ورودی و گلوگاه ونتوری برای اندازه گیری دبی، استفاده می‌کند. این افت فشار توسط سنسور فشار دیفرانسیل محاسبه شده و پس از کالیبره شدن، به یک معیار مناسب برای دبی تبدیل می‌شود.
فلومتر ونتوری از دو بخش همگرا و واگرا برخوردار هستند. این دو بخش به عنوان بخشی از خط لوله قابل نصب هستند. اولین قسمتی که سیال وارد آن می‌شود، قسمت همگرا است. پس از ورود سیال به این قسمت، به تدریج سرعت آن افزایش خواهد یافت. این افزایش سرعت تا جایی ادامه دارد که به نقطه‌ی مینیمم قطر، برسد. پس از رسیدن سیال به این نقطه، سرعت آن به ماکسیمم و همچنین فشار سیال نیز کاهش خواهد یافت. سپس سیال به قسمت واگرا منتقل شده و سرعت و فشار آن نیز به مقدار اولیه‌ی خود باز می‌گردد.
کاربرد فلومتر ونتوری
طراحی منحصر بفرد فلومتر ونتوری، موجب شده است که شاهد موارد استفاده‌ی خاص و کاربرد قابل توجهی از این دبی سنج باشیم. همانطور که پیش‌تر نیز اشاره کردیم، این محصول از دو قسمت همگرا و واگر تشکیل شده است. در قسمت همگرا می‌توان شاهد کاهش قطر لوله و در قسمت واگرا می‌توان شاهد افزایش قطر لوله بود. لذا با توجه به این مقوله، می‌توان شاهد سهولت در شرایط اندازه گیری مایعات دوغابی و گاز توسط این دبی سنج، بود.
بیشتر بدانید:
فلومتر خطی چیست و چه کاربردهایی را دارد؟
در فلومتر ونتوری، الگوی جریان در طول آن، با تغییر ناگهانی مواجه نخواهد شد. از این نظر گزینه‌ی مناسبی برای اندازه‌گیری سیالات دوغابی به شمار می‌روند. این فلومترها از بخش همگرای بلندی برخوردار هستند. لذا آنها از میزان حساسیت کمتری نسبت به الگوهای جریان ورودی برخوردار می‌باشند. همچنین به جهت ابعاد مناسب بخش واگرا، می‌توان شاهد از بین رفتن و حذف جریان‌های گردابی در آنها بود. این مشکل اغلب در اوریفس‌ها، خطا را به همراه خواهد داشت. از کاربرد این فلومترها می‌توان به اندازه گیری:
• مایعات تمیز
• مایعات کثیف
• مایعات چسبناک
• سرویس دوغاب
و موارد دیگر، اشاره نمود.
ساختار فلومتر ونتوری:
یکی از مهمترین موارد در فلومتر ونتوری، شباهت اندازه گیری دبی سیالات است. در این نوع از دبی سنج‌ها نیز مانند ارفیس‌ها از اختلاف فشار برای دستیابی به دبی سیال، استفاده می‌کنند. این نوع از دبی سنج‌ها از لوله‌های ونتوری برخوردار هستند. رنج لوله‌های ونتوری اغلب از 1 تا 4 متغیر خواهد بود.
گاها دقت لوله ونتوری یک درصد از رنج کامل آن، می‌باشد. این لوله‌ها اغلب در سایز 72 اینچ (183 سانتی متر) در بازارهای رقابتی موجود هستند. در نظر داشته باشید که طول لوله بالادست در این لوله‌ها، 5 الی 20 برابر قطر آن خواهد بود. این لوله‌ها از ماهیت کانتوری برخوردار هستند. از این لحاظ در برابر:
- فرسایش
- خوردگی
- رسوبات داخلی
و ... مقاوم بوده و کیفیت بالایی را در بر خواهند داشت. در طراحی و تولید لوله‌های ونتوری، از ابزار دقیق و همچنین کالیبراسیون جریان، بهره برداری شده است. بنابراین سرعت جریان در این لوله‌ها را می‌توان با دقت بالا، حدود 10% از میزان رنج کامل آن کاهش داد.
به طور کلی از ساختار آن می‌توان به: بخش همگرا، گلوگاه و بخش واگرا اشاره نمود.
در بین بخش ورودی و گلویی ونتوری شاهد اتصال سنسور فشار دیفرانسیل هستیم. این سنسور اختلاف فشار را ثبت نموده و بیانگر سرعت جریان سیال در هنگام کالیبره شدن است. در بخش واگر نیز سیال فشار و انرژی جنبشی خود را باز می‌یابد. هر چه زاویه در بخش واگرا کمتر باشد، بازیابی آن نیز بیشتر خواهد بود.
تفاوت فلومتر ونتوری با سایر فلومتر :
1. این نوع از فلومترها نسبت به انواع دیگر فلومترها (مانند ارفیس‌ها) از افت فشار کمتری برای سیالات برخوردار هستند.
2. هزینه نصب و راه اندازی این نوع از فلومترها، بسیار بالاتر از انواع فلومترهای دیگر و ارفیس‌ها، می‌باشد.
3. این نوع از دبی سنج‌ها قابلیت نصب و تعویض مشکل‌تری را نسبت به انواع فلومترهای دیگر، در بر دارند.
4. به جهت برخورداری از بخش بلند همگرا، شاهد حساسیت کمتر آنها نسبت الگوی جریان ورودی خواهیم بود.
5. همچنین به جهت طراحی بخش واگرا، شاهد حذف جریانات گردابی، هستیم.
6. این فلومترها نسبت به انواع فلومترهای دیگر دارای دقت بالایی هستند. (برخورداری از FS 1%)
7. از فلومتر ونتوری می‌توان برای اندازه گیری دبی سیالات دوغابی، استفاده کرد
8. این نوع از فلومترها گزینه مناسبی برای اندازه گیری جریان سیالات با سرعت بالا خواهند بود.
9. در این نوع از لوله‌ها بر خلاف برخی از فلومترهای دیگر، می‌توان شاهد افت فشار کم با اثر ویسکوزیته زیاد بود.
10. کاربرد و موارد استفاده از این لوله‌ها برای جریانات بزرگ و پیچیده، بسیار مناسب و مطلوب خواهد بود.
مزایای فلومتر ونتوری
آیا می‌دانید مزایای فلومتر ونتوری چیست؟ از مهمترین المان‌هایی که بسیاری از کاربران را برای بهره برداری از این سیستم ترغیب می‌کند، مزایای فوق العاده‌ی این فلومترها است. از جمله مزایای قابل توجه در این فلومترها، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تحمل حجم بسیار زیاد جریانات با افت فشار کم
- در این فلومترها هیچ قسمت متحرکی تعبیه نشده است.
- نصب لوله‌های با قطر بزرگ در این فلومترها نیز از طریق اتصالاتی مانند: جوشی، رزوه‌ای و فلنجی امکان پذیر خواهد بود.
- اغلب شاهد موارد استفاده و کاربرد ایده‌آل این فلومترها با انواع مایعات و همچنین مایعات در بر دارنده‌ی مواد جامد نیز خواهیم بود.
- در این لوله‌ها نمی‌توان شاهد هیچ برآمدگی به سمت داخل سیال بود. همچنین این لوله‌ها از هیچ گوشه‌ی تیزی نیز برخوردار نیستند.
مزایای فلومتر ونتوری
حال که متوجه شدیم فلومتر ونتوری چیست؟، بهتر است به مزایای آن نیز بپردازیم. این ابزار با توجه به ساختار و عملکرد خاص خود، دارای مزایای متعددی است که آن را برای استفاده در صنایع مختلف مناسب می‌سازد.
دقت بالا در اندازه‌گیری
یکی از مهمترین مزایای فلومتر ونتوری، دقت بالای آن در اندازه‌گیری جریان است. به دلیل کاهش فشار در نقطه باریک، تغییرات جریان به وضوح قابل اندازه‌گیری است و این امر دقت بالایی را فراهم می‌کند.
قابلیت استفاده در شرایط مختلف
فلومتر ونتوری می‌تواند در دماها و فشارهای مختلف به خوبی عمل کند. از این رو، در صنایع سنگین مانند نفت و گاز که شرایط عملیاتی بسیار سخت است، این ابزار به خوبی کار می‌کند.
طول عمر بالا
به دلیل طراحی ساده و بدون قطعات متحرک، فلومتر ونتوری دارای طول عمر بالایی است و نیاز به نگهداری کمتری دارد. این ویژگی باعث کاهش هزینه‌های عملیاتی و افزایش کارایی در درازمدت می‌شود.
محدودیت‌ها و معایب فلومتر ونتوری
با وجود مزایای زیاد، فلومتر ونتوری نیز محدودیت‌ها و معایب خاص خود را دارد که باید در نظر گرفته شوند.
افت فشار دائمی
یکی از مشکلات اصلی فلومتر ونتوری، افت فشار دائمی است که در طول مسیر جریان ایجاد می‌شود. این افت فشار ممکن است باعث کاهش کارایی سیستم‌های خاصی شود که به فشار ثابت نیاز دارند.
هزینه بالای نصب
نصب فلومتر ونتوری به دلیل نیاز به تغییرات در لوله‌ها و استفاده از تجهیزات خاص، هزینه بالاتری نسبت به برخی فلومترهای دیگر دارد. این هزینه‌ها باید در مرحله طراحی و بودجه‌بندی در نظر گرفته شوند.
