مزایای و معایب روتامتر

مزایای روتامتر عبارتند از

1. قابلیت خوب درجه بندی
2. قیمت نسبتاً کم
3. مناسب برای اندازه گیری شدت جریان های کم
4. می توان آن را با alarm switch مجهز نمود.
5. هیچ گونه محدودیتی در رابطه با لوله کشی برای ورودی و خروجی وجود ندارد.
6. افت فشار کم نیاز دارد.
7. طراحی هایی وجود دارد که سیستم را ایمن از ویسکوزیته می کند.
8. در بعضی از دوغابه های کم دانسیته می توان استفاده

معایب روتامتر عبارتند از

1. نوع شیشه ای آن مواجه با شکستگی است.
2. برای سرویس پالستی مناسب نیست.
3. باید به طور عمودی نصب گردد.
4. به طور عمده محدود به لوله های با قطر کم است مگر از نوع روتامتر به همراه کنارگذر استفاده نمود.
5. محدود به دماهای نسبتاً پایین
6. دقت نسبتاً کم
7. نیاز به نصب در خط دارد. (مگر نوع کنار گذر)

عموما در صنعت برای کنترل دقیق فرایند، دانستن مقدار موادی که به دستگاه ها، مجراها، کانال ها و لوله‌ها وارد یا از آن ها خارج می‌شود، اهمیت به سزایی دارد، لذا استفاده ‌از وسایل اندازه گیری دبی متداول و لازم است. اندازه گیری دبی سیالات معمولا بوسیله جریان سنج‌ها انجام می‌شود.

تقسیم‌بندی جریان سنج‌ها

وسایلی که بر پایه ‌اندازه گیری وزن یا حجم عمل می‌کنند. این وسایل بسیار ساده‌اند و کاربرد چندانی را در صنعت ندارند.
وسایل اندازه گیری جریان از نوع هدهای متغییر ، متداول‌ترین و بیشترین کاربرد را در صنعت دارند. مانند اریفیس متر ، وانتوری متر ، لوله پیتو و ... .
وسایل اندازه گیری جریان و سطح که در آنها ، جزئی با سرعت معین و اعمال شده ‌از طرف سیال در دستگاه جابجا می‌شود، مانند رتا مترها که جزء مساحت سنج‌ها هستند.
وسایل اندازه گیری جابجایی مثبت ، شامل انواع پمپهای اندازه گیر ، مانند دوزینگ پمپهای انتقال سیال به حالت مایع
وسایل اندازه گیری از نوع مغناطیسی که بر اساس حرکت سیال و ایجاد پتانسیل الکتریکی در داخل یک میدان مغناطیسی تولید شده ، عمل می‌کنند.
وسایل اندازه گیری از نوع هدهای متغییر و سطحی بیشترین کاربرد را در صنعت دارند . بنابراین در این بحث چند نمونه ‌از آنها را معرفی می‌کنیم.

لوله پیتو

لوله پیتو مجهز به یک لوله که دهانه آن عمود بر جهت جریان و یک لوله دیگر که دهانه آن به موازات جهت جریان است، می‌باشد. سرعت جریان سیال را می‌توان از روی اختلاف مابین فشار اعمال شده بر دهانه موازی با جریان و دهانه عمود بر جهت جریان محاسبه کرد.

u=C (2g (ρman- ρ) Δh/ρ)1/2

u = سرعت جریان سیال
c = ضریب تصحیح
g=9.8m/s2
ρman=چگالی سیال داخل مانومتر
ρ=چگالی سیال جاری
Δh=اختلاف ارتفاع سیال در دو طرف لوله پیتو
نوع پیچیده لوله پیتو مجهز به لوله‌های متحدالمرکز است و سرعت جریان سیال را در قسمتهای کناری لوله‌ای که سیال داخل آن در جریان است، تعیین می‌کند.

جریان سنج وانتوری

این جریان سنج از یک مانومتر تشکیل شده ‌است که در مسیر یک خط جریان قرار داده می‌شود تا به کمک آن ، سرعت جریان سیال اندازه گیری شود. هرگاه سیالی با دانسیته ρ از لوله‌ای با سطح مقطع A عبور کند و سپس سیال از گلوگاه لوله با سطح مقطع کوچکتر a بگذرد و این قسمت ها به مانومتر وصل باشند و مایع داخل مانومتر جیوه با دانسیته 'ρ باشد، با بکار گیری معادله برنولی و معادله پیوستگی می‌توان ثابت کرد که سرعت جریان در سطح مقطع A برابر است با:
(u=Cv (2g (ρ' - ρ) h/ρ(A2 - a2

اوریفیس متر

اوریفیس متر اصولا مشابه با وانتوری متر عمل می‌کند، اما چند اختلاف مهم دارد:
صفحه سوراخ‌دار آن را می‌توان با توجه به سرعتهای متفاوت جریانی سیال به‌راحتی تعویض نمود، در حالیکه قطر دهانه یا گلویی یک وانتوری متر ثابت و غیر قابل تعویض است.
اوریفیس متر همواره دارای مقادیر افت فشار نسبتا بالاست که در اثر جریانات گردابی در پشت صفحه سوراخ‌دار و نزدیک دیواره داخلی لوله بوجود می‌آیند. در حالیکه یک وانتوری متر اجازه بوجود آمدن چنین گردابهایی را نمی‌دهد.
در یک اوریفیس متر معمولا شیرهایی برای کنترل خروج جریان سیال وجود دارد که محل اتصال مانومتر نیز می‌باشد.
u0=C0 (2gc (ρ1 - ρ2) h/ρ(1 - β4)1/2

β=Do/D
Do=قطر سوراخ اوریفیس متر و D=قطر لوله
br>gc=32.20ft.lbm/lbf.sec2
Co=ضریب تصحیح اریفیس متر

رتامتر

در دستگاههای سنجش سرعت جریان هدهای متغیر ، مساحت سطح مقطعی که سیال به حالت فشرده ‌از آن عبور می‌کند، ثابت می‌ماند و افت فشار با سرعت جریان تغییر می‌کند، اما در رتامتر افت فشار تقریبا ثابت و مساحت سطح مقطع سیال فشرده تغییر می‌کند. سیال بطور عمودی ‌و از پایین به بالا از میان رتامتر که قطر لوله آن کم‌کم عریض می‌شود، عبور می‌کند و شناور در آن تحت اثر فشار ناشی از سرعت سیال به بالا حرکت کرده ، در یک شرایط تعادلی قرار می‌گیرد.

به‌ازای این سرعت جریان حلقه‌مانند سیال که ‌از اطراف شناور می‌گذرد، فشار لازم را تامین می‌کند. هرگاه سرعت جریان افزایش یابد، شناور در قسمت بالاتری قرار می‌گیرد که سطح حلقه‌مانند اطراف آن نیز وسیع‌تر می‌شود. سرعت جریان سیال در رتامتر از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

1/2( (ur=Cr (2gc (ρ1 - ρ2) h/ρ