برای تماس با ما : 02136615209 یا info@hiboco.com

فلومتر ونتوری متر

فلومتر ونتوری متر

فلومتر ونتوری متر
فلومتر ونتوری متر

فلومتر ونتوری متر (جريان تراکم ناپذير) :

    فلومتر ونتوری متر جهت اندازه­گيري دبي در لوله ­ها به کار برده مي­شود. اثر ونتوری اثر کاهش فشار در سیالی است زمانی که سیال از قسمت تنگ لوله عبور میکند. اثر ونتوری به نام جیووانی باتیستا ونتوری دانشمند ایتالیایی نامگذاری شده است. اين وسيله معمولا داراي ساختماني متشکل از بخش هاي زير مي باشد:

يک بخش اوليه که داراي همان اندازه لوله است، يک قسمت وگرا، يک حلقه پيزومتري براي تعيين فشار استاتيک، يک قسمت مخروطي با واگرائي تدريجي که نهايتا اندازه آن برابر قطر لوله مي شود. يک مانومتر ديفرانسيلي به حلقه هاي پيزومتري متصل مي شود. اندازه ونتوري­ متر با قطر لوله و گلوگاه آن مشخص مي­شود. به عنوان مثال 6 در 4 سانتيمتر يعني قطر لوله 6 سانتيمر و قطر گلوگاه ونتوري­ متر 4 سانتمتر مي باشد.

 

فلومتر ونتوری متر

  

براي آنکه نتايج حاصله دقيق باشد، بايد فلومتر ونتوری متر حداقل طول مستقيمي معادل ده برابر قطر لوله داشته باشد در جريان خروجي از لوله به طرف  گلوگاه، سرعت به مقدار زياد افزايش و فشار کاهش مي ‌يابد. مقدار دبي در جريان تراکم ناپذير تابعي از مقدار نشان داده شده بوسيله مانومتر مي ‌باشد.

 

 

 

فلومتر ونتوری متر براي تعيين سرعت جريان 

فشار در قسمت اوليه و گلوگاه دستگاه، فشارهاي واقعي هستند و سرعت هاي بدست آمده از معادله برنولي سرعت هاي تئوري هستند.

وقتي که از معادله انرژي افت ها را در نظر بگيريم، سرعت ها واقعي خواهند بود. ابتدا بوسيله معادله بونولي (بدون در نظر گرفتن افت ) سرعت تئوري در گلوگاه را بدست مي آوريم. سپس با ضرب کردن در ضريب سرعت Cv سرعت واقعي مشخص خواهد شد. سرعت واقعي ضربدر سطح گلوگاه، دبي واقعي را نشان مي دهد.

 

جریان عبوری از فلومتر ونتوری متر  و سرعت آن

از روي شکل داريم:

(1)                         

که در آن مبناي ارتفاع نقطه 2 در نظر گرفته مي شود. V1 و V2، سرعت هاي متوسط در بخش هاي 1 و 2 مي­باشند. لذا a1 و a2 را مساوي واحد فرض کرده ايم. با توجه به معادله پيوستگي

در اين معادله، سرعت هاي واقعي يا سرعت تئوري صدق مي کنند معادله­ی 1 را مي توان براي V2t در نظر گرفت:

و در نتيجه:

                                                             

 

با معرفي ضريب سرعت  خواهيم داشت:

 

 

پس از ضرب کردن رابطه در A2 دبي واقعي Ce تعيين مي شود:

اختلاف ارتفاع ستون فشار سنج  را مي توان به اختلاف فشار از طريق نوشتن معادله مربوط به سانومتر ارتباط داد. بر حسب طول ستون آب (S1 چگالي مخصوص سيال و S0 چگالي مخصوص مايع درون مانومتر است):

با ساده کردن روابط بالا به نتيجه زير خواهيم رسيد:

و با جايگزيني در معادله                                             خواهيم داشت:

اين رابطه معادله فلومتر ونتوری متر براي جريان تراکم ناپذير است. ضريب انقباض برابر 1 است و لذا CV=Cd مي باشد. بايد متذکر شد که h از معادله خارج شده است.

دبي بستگي به اختلاف ارتفاع قرائت شده توسط فشار سنج  بدون توجه به جهت و نتوريمتر دارد و چه در حالت عمودي، چه در حالت افقي و چه در حالت مايل قرار گرفته باشد معادله صادق است.  Cv با کاليبراسيون معين مي شود. به عبارت ديگربا تعيين دبي و اختلاف ارتفاع قرائت شده توسط فشارسنج و حل آن براي Cv که معمولا در مقابل عدد رينولدز رسم مي شود، مشخص خواهد شد.

نتايج تجربي براي مانومترها در شکل زير نشان داده شده است.

 

ضريب CVبراي فلومتر ونتوری متر برحسب عددRe

اين ضريب براي ونتوري­مترهايي که سطح داخلي آنها به طور غير عادي صاف است، کمي بيش از واحد در نظر گرفته مي شود. اين بدان معني نيست که افتي وجود ندارد، بلکه اين نتايجي است که با حذف نتايج تصحيح انرژي جنبشي a1 و a2در معادله برنولي بدست مي آيد. عموما a1 بزرگتر از a2 مي باشد زيرا کاهش سطح مقطع باعث يکنواختي توزيع سرعت در قسمت دوم مي شود.

ونتوري­متر داراي افت کلي کمي مي­باشد زيرا سطح مقطع مخروطي شکل تدريجا افزايش مي­يابد و اين وضعيت به تبديل انرژي جنبشي به فشار در گلوگاه کمک مي­کند. افت حاصله حدود 10 تا 15 درصد تغيير حد بين قسمت هاي 1 و 2 مي باشد.

فلومتر ونتوری متر

فلومتر ونتوری متر ( جريان تراکم پذير):

جريان تئوري يک سيال تراکم پذير در يک و نتوري­متر اساسا آيزنتروپيک است. که زماني که ضريب سرعت CCv در سطح مقطع اين جريان منسوب شود دبي جرمي اين جريان بدست مي­آيد.

ضريب سرعت همانند ضريب سرعت در جريان مايعات است. معادله­ی بالا وقتي که براي جريان افقي تعديل شود و ضريب انبساط تصحيح شود، در مورد جريان تراکم پذير نيز قابل استفاده خواهد بود.

 

 

ضرايب انبساط (Y)

Y ضريب انبساط به صورت تابعي از K،  و  است مقادير Y در شکل بالا براي 40/1 = K رسم شده است، لذا با استفاده از معادله­ی جريان تراکم پذير يک و نتوري­متر را مي توان محاسبه کرد.

 

ضريب كاهش ديفرانسيلي اريفيس

فلومتر ونتوری مترراي اندازه‌گيري­هاي جريان در سيستم‌هاي Tank:

براي اندازه­گيري­هاي دقيق دبي جريان در دستگاه زير از Venturi استفاده شده است. Venturi روي يک بخش سطح در بالاي پيچ­ها نصب شده و حاوي همه­ي بخش­هاي سوار­شده­ي مکانيکي لوله­ها و وسايل داخلي است.

 

فلومتر ونتوری متر تصب شده

لوله Venturi از شيشه ي آکريليک ساخته شده است. يک نوع صنعتي از سنسورهاي مختلف فشار، سيگنالي در محدوده­ي 4-20mA به عنوان متغير اندازه­گيري جريان ارائه مي­دهد. دامنه­ي اندازه­گيري حدود  است.

جريان از ميان مخروط همگرا بازاويه اي  15-20 درجه شتاب مي گيرد. اختلاف فشار بين انتهاي بالايي اگر مخروطي باشد و گلوگاه اندازه گيري شده و سيگنالي براي نرخ جريان مهيا مي کند. جريان بنابراين در مخروط با زاويه ي کوچکتر  به تاخير مي­افتد که نسبت انرژي بيشتري از انرژي سرعت را به انرژي فشار تبديل مي کند. براي اينکه با افت تدريجي در اين محدوده هيچ Veno Conteraet وجود ندارد و محدوده ي جريان يک حالت حداقل در گلوگاه است که ضريب انقباضي آن واحد است.

جاذبه­ي اين مقياس، بازيافت فشار مي باشد. با اين حال ساختار آن پرهزينه است.

 

فلومتر ونتوری متر با زاويه هاي ورودي و خروجي

براي ايجاد فشار بازيافتي بالا، زاويه­ي پايين مخروط کوچک است. بنابراين از جدا شدن لايه­ي مرزي جلوگيري کرده و اصطکاک را به حداقل مي­رساند.

ابعاد استاندارد براي Venturi meter:

زاويه مخروطي ورودي           2(a1)=21+2

ورودي همگرا زاويه‌اي در حدود  دارد و مخروط واگرا  تا  مي باشد. طول گلوگاه برابر قطر گلوگاه مي­باشد.

 

اندازه تقریبی FTI کوتاه برای لوله ونتوری

افت فشار براي DP فلومترها:

رابطه افت فشار براي DP فلومترها متفاوت مي باشد. اين روابط در شکل زير براي صفحات اريفيس، نازل، و لوله نتوري و MQS در جدول آمده است با استفاده از نتايج محاسبات در مي ياييم که افت فشار در اريفيس و نازل و ونتوري بالا مي باشد در حاليکه MQSها داراي افت فشار کمتري مي باشند که يکي از نقاط قوت آنها مي باشد.

نمودار افت فشار را  براي چند نوع اندازه گير

مثال:

بنزن در يك لوله ونتوري كه ورودي آن ماشين كاري شده در دماي    جريان دارد. قطر ورودي 8in و قطر دهانه 3.5in مي‌باشد فشار متغير توسط يك مانومتر u شكل حس مي‌شود.مانومتر حاوي جيوه در زير بنزن و سطح جيوه در پايه ورودي 4in است سرعت جريان حجمها را محاسبه كنيد توجه داشته باشيد كه

D=8in(0.6667ft)

مطابق با اندازه‌هاي جدول داده شده است.

 

نمودار افت فشار

C=0.995 فرض كنيد و سپس با چك كردن Rd بررسي كنيد كه در اندازه‌ها موجود است يا خير. براي مانومترهاي U شكل داريم.

براي يك مايع y=L (سيال تراكم ناپذير)

RTUd=651.400

كه Rd بين اعداد 200.000 و 1000000 در جدول مذكور قرار مي ‌گيرد.

ارسال نظر