فلومتر جابهجایی مثبت برای اندازهگیری دقیق دبی حجمی سیالات به کار میرود. این نوع فلومترها به دلیل قابلیتهای منحصربهفردشان در صنعت بهعنوان یکی از کلاسیکترین و دقیقترین ابزارهای دبیسنجی شناخته میشوند. در میان انواع فلومترها، فلومترهای جابهجایی مثبت تنها تجهیزاتی هستند که میتوانند بهطور مستقیم حجم سیال جابهجا شده در یک جریان فرآیندی را اندازهگیری کنند. در صنایع مختلف، نیاز به اندازهگیری دقیق دبی حجمی سیالات از اهمیت بالایی برخوردار است. برای این منظور، تکنولوژیهای متعددی توسعهیافتهاند که بسته به نوع سیال و شرایط عملیاتی، قادر به اندازهگیری دبی بهصورت حجمی یا جرمی هستند. با اینحال، فلومترهای جابهجایی مثبت بهواسطهی مکانیسم منحصربهفرد خود، تنها ابزاری هستند که توانایی اندازهگیری مستقیم دبی حجمی سیالات را دارند. در این مقاله از فروشگاه دراک به بررسی عملکرد فلومترهای جابهجایی مثبت، کاربردها، مزایا و محدودیتهای آنها خواهیم پرداخت.
فلومتر جابهجایی مثبت چیست؟
فلومتر جابهجایی مثبت (Positive Displacement Flow Meter)، نوعی از دبیسنجهای مکانیکی است که بر اساس اندازهگیری جریان حجمی سیالات عمل میکند. این تجهیزات شامل اجزای مکانیکی دوار هستند که حجم مشخصی از سیال را در هر دوره جابجایی اندازهگیری میکنند. بهاینترتیب، فلومترهای جابهجایی مثبت از طریق مکانیسمهای مکانیکی داخلی، حجم سیال عبوری را محاسبه میکنند.
نحوه کارکرد فلومتر جابهجایی مثبت
عملکرد این نوع فلومترها شبیه به انتقال سیال با استفاده از پیمانههای اندازهگیری است؛ به این صورت که حجم مشخصی از سیال توسط اجزای مکانیکی به دام افتاده و سپس جابهجا میشود. در واقع، این اجزا همانند پیمانههایی عمل میکنند که هر بار حجم معینی از سیال را جابجا میکنند. به دلیل وجود اجزای مکانیکی، این فلومترها نیازمند آببندی کامل هستند تا از نشت سیال جلوگیری شود.
عملکرد این فلومترها به سرعت چرخش اجزای مکانیکی وابسته است. در تئوری، حجم سیالی که وارد دستگاه میشود باید برابر با حجم سیالی باشد که از آن خارج میشود. با این حال، در عمل عواملی مانند تراکمپذیری سیال یا وجود حبابهای هوا میتوانند دقت اندازهگیری را کاهش دهند. از اینرو، این فلومترها بیشتر برای اندازهگیری دبی مایعات و سیالات غیر قابل تراکم مناسب هستند.
انواع فلومترهای جابهجایی مثبت
فلومترهای جابهجایی مثبت بسته به طراحی اجزای مکانیکی داخلی به چندین دسته تقسیم میشوند:
- فلومترهای پیستونی با حرکت چرخشی
- فلومترهای روتاری با دندههای بیضی
- فلومترهای روتاری با پرهی چرخشی
- فلومترهای مکانیکی هلیکس (حلزونی)
- فلومترهای دیسک متحرک
تمامی این فلومترها بر اساس اصول مکانیکی عمل کرده و دبی حجمی سیال را اندازهگیری میکنند. در ادامه به بررسی جزئیات هر یک از این انواع میپردازیم.
فلومتر جابهجایی مثبت از نوع دنده بیضی
فلومترهای دنده بیضی (Oval Gear and Lobe Meters) از پرکاربردترین دبیسنجهای مکانیکی هستند. این فلومترها از دو چرخدنده بیضیشکل استفاده میکنند که یکی بهصورت افقی و دیگری بهصورت عمودی قرار دارد. چرخش این دندهها و تغییر حجم فضای بین آنها و محفظه فلومتر، معیاری برای اندازهگیری دبی است. این فلومترها دقت بالایی دارند، اما در جریانهای کم یا با ویسکوزیته پایین، دقت اندازهگیری کاهش مییابد.
فلومتر جابهجایی مثبت از نوع لوب متر
لوبمترها (Lobe Meters) از دو چرخدنده با طراحی لوپ استفاده میکنند که برخلاف دندههای بیضی، تماس مستقیم ندارند. این پرههای لوپ سیال را از یک سمت به سمت دیگر محفظه جابهجا میکنند. این فلومترها برای جریانهای با دبی بالا مناسب هستند و در اندازههای متنوعی از 2 تا 24 اینچ عرضه میشوند.
فلومتر جابهجایی مثبت از نوع پیستونی
فلومترهای پیستونی (Oscillating Piston Flow Meters) از یک مکانیزم رفت و برگشتی برای جابهجایی سیال استفاده میکنند. این فلومترها برای اندازهگیری دبی سیالات چگال و با ویسکوزیته بالا، مانند روغنها و رنگها، بسیار مناسب هستند. طراحی این فلومترها بهگونهای است که در صنایع شیمیایی و پتروشیمی کاربرد گستردهای دارند.
فلومتر جابهجایی مثبت از نوع پره چرخشی
فلومترهای پره چرخشی (Rotary Vane Meters) دارای یک پره چرخشی هرزگرد هستند که با ورود سیال به چرخش در میآید. سرعت چرخش این پرهها معیاری برای اندازهگیری دبی حجمی است. این فلومترها بیشتر در صنایع نفت و گاز برای اندازهگیری دبی سیالات نفتی و سوختها به کار میروند.
فلومتر جابهجایی مثبت حلزونی (هلیکس)
فلومترهای حلزونی (Helix Meters) از چرخدندههای مارپیچی (هلیکال) استفاده میکنند. این چرخدندهها سیال را به دام انداخته و با چرخش خود دبی حجمی سیال را اندازهگیری میکنند. این فلومترها به دلیل سطح تماس بالای سیال با چرخدندهها برای اندازهگیری دبی سیالات کمفشار بسیار مناسب هستند.
فلومتر جابهجایی مثبت دیسک متحرک
فلومترهای دیسک متحرک (Nutating Disk) دارای طراحی سادهای هستند و بیشتر برای اندازهگیری دبی سیالاتی مانند آب استفاده میشوند. این فلومترها دارای یک دیسک فلزی غیر متقارن هستند که با جریان سیال جابهجا میشود. شمارنده مکانیکی متصل به این دیسک، تعداد دفعات جابجایی را ثبت کرده و به این ترتیب دبی سیال محاسبه میشود. در فروشگاه دراک ما مجموعهای کامل از انواع فلومترهای جابهجایی مثبت را ارائه میدهیم که میتوانند نیازهای مختلف صنعتی را برآورده سازند.
