خمسة أنواع رئيسية من أجهزة السريان Types of Flow Meters

مقدمة Introduction

 

قياس السريان Flow أمر بالغ الأهمية، وخاصة في المنشآت الصناعية، حيث يمكنه تحديد الربح أو الخسارة للشركة . وجهاز قياس السريان هو جهاز يستخدم لقياس معدل التدفق أو السريان Flow Rate (الحجمي Volumetric أو الكتلة Mass) أو كمية الموائع المارة عبر ماسورة أو أنبوب Pipe .

 

Measuring a flow is critical, especially in industrial plants, where it can define the profit or loss of company. A flow meter is a device used to measure flow rate (volumetric or mass) or the quantity of fluids passing through a pipe.

 

ما هو الغرض من جهاز قياس السريان ؟

 

يُستخدام جهاز قياس السريان تطبيقات كثيرة ومتنوعة لقياس معدل السريان الحجمي Volumetric Flow Rate أو سريان الكتلة Mass Flow Rate . يحدد التطبيق نوع وسعة جهاز قياس السريان . يتم قياس الموائع والغازات والسوائل  بمعدل السريان الحجمي Volumetric Flow Rate أو سريان الكتلة Mass Flow Rate . ويرتبط كلاهما بكثافة المادة مع معدل السريان الحجمي الذي يُشار إليه بالرومز Q و سريان الكتلة Mass Flow Rate  بالرمز في المعادلة :

معدل سريان الكتلة = معدل السريان الحجمي × الكثافة

ṁ = Q x ρ

 

What is the Purpose of a Flow Meter?

A flow meter is used in different types of applications to measure the volumetric flowrate or mass flowrate. The specific application defines the type and capacity of the flow meter. Fluids, gases and liquids, are measured in terms of volumetric flowrate and mass flowrate. Both are related to material’s density with volumetric flowrate denoted by Q and mass flowrate by ṁ in the equation ṁ=Q x ρ.

 

 

ما هي الأنواع المختلفة لأجهزة قياس السريان ؟

 

هناك أنواع عديدة من أجهزة قياس السريان وتختلف باختلاف التطبيق ، والمائع و التركيب متضمنا مواد تصنيع الجهاز .

الأنواع الخمسة من أجهزة قياس السريان هي :

 

What are the Different Kinds of Flow Meters?

There are numerous types of flow meters depending upon the application, the specific fluid and the construction, including materials, of the flow meter. The 5 basic classification of flow meters include:

 

 

1- أجهزة فرق الضغط لقياس السريان Differential Pressure Flow Meters

 

أجهزة فرق الضغط لقياس السريان تقوم بقياس فرق الضغط علي جانبي ثقب أو فوهة Orifice حيث يتناسب السريان طردياً مع الجذر التربيعي لفرق الضغط الناتج . ويحتوي الجهاز علي عناصر أولية Primary Elements و أخري ثانوية Secondary Elements . ومهمة العنصر الأولي Primary Element هو تكوين فرق ضغط علي جانبيه وقد يكون عبارة عن فوهة Flow Nozzle أو أنبوب بيتوت Pitot Tube أو قرص مثقوب Orifice Plate أو جهاز فينشوري Venturi . بينما تكون مهمة العنصر الثانوي Secondary Element قياس فرق الضغط هذا وتحويله إلي إشارة Signal .

تمثل أجهزة فرق الضغط لقياس السريان خُمس ( 1 إلي 5 ) أجهزة قياس السريان المستخدمة حول العالم  . وعادة ما تستخدم في صناعة النفط والغاز، جنبا إلى جنب مع وحدات التكييف المركزي ومصانع المشروبات ومحطات المياه ومصانع الأدوية وفي مجال التعدين وصناعة الورق وكذلك في التطبيقات الكيميائية .

 

Differential pressure flow meters measure the differential pressure across an orifice where flow is directly related to the square root of the differential pressure produced. There are also primary and secondary elements in differential flow meters. The primary element produces change in kinetic energy using either flow nozzle, pitot tube, orifice plate, or venturi flow meters. The secondary element measures the differential pressure and provides the signal.

Differential pressure meters represent around 1/5 of all flow meters around the world. They are commonly used in the oil & gas industry, along with HVAC, beverage, water, pharma, mining, paper and chemical applications.

 

شكل رقم (1) : محاكاة متحركة تبين فكرة عمل أجهزة فرق الضغط لقياس السريان Differential Pressure Flow Meters

 

شكل رقم (2) : نماذج من العناصر الأولية Primary Elements

 

*********************************

 

2- أجهزة الإزاحة الموجبة لقياس السريان Positive Displacement Flow Meters

 

أجهزة الإزاحة الموجبة لقياس السريان Positive displacement PD تقيس حجم فراغ ممتلئ بالسائل ، ثم تفريغه وتعيد ملئه من جديد ، وبالتالي يتم حساب كمية السائل الذي تم نقله عبار الجهاز . وهذا النوع من الأجهزة يقيس قيمة السريان الفعلية عكس الأجهزة الأخري والتي تقيس بعض المتغيرات الفيزيائية وتحولها إلي معدل سريان Flow Rate . فخرج جهاز الإزاحة الموجبة يعبر مباشرة عن قيمة حجم المائع الذي مر عبر الجهاز . ومن أجهزة الإزاحة الموجبة ، الأجهزة المكبسية Piston Meters وأجهزة التروس البيضاوية Oval-Gear Meters وجهاز القرص المغزلي Nutating Disk Meters و جهاز الريشة الدوارة Rotary Vane Type Meters وغيرها من الأجهزة .

 

Positive displacement (PD) flow meters measure the volume filled with fluid, deliver it ahead and fill it again, which calculates the amount of fluid transferred. It measures actual flow of any fluid while all other types of flow meters measure some other parameter and convert the values into flowrate. In PD flow meters, output is directly related to the volume passing through the flow meter. PD flow meters include piston meters, oval-gear meters, nutating disk meters, rotary vane type meters, etc.

 

Positive displacement flow meters are known for their accuracy. They are commonly used in the transfer of oils and fluids, like gasoline, hydraulic fluids as well as in-home use for water and gas applications.

 

شكل رقم (3) : محاكاة متحركة لنموذج لأحد الأجهزة المكبسية Piston Meters لقياس السريان

 

شكل رقم (4) : محاكاة متحركة تبين فكرة عمل جهاز السريان ذو التروس البيضاوية Oval-Gear Meter

 

شكل رقم (5) : محاكاة متحركة تبين فكرة عمل جهاز القرص المغزلي Nutating Disk Meters

 

شكل رقم (6) : محاكاة متحركة تبين فكرة عمل جهاز الريشة الدوارة Rotary Vane Type Meter

 

************************************

 

3- أجهزة قياس السرعة Velocity Flow Meters

 

أجهزة قياس السرعة Velocity Flow Meters تقيس سرعة التدفق ومنها تحسب معدل السريان الحجمي Volumetric Flow Rate . وتكون حساسية تلك الأجهزة أقل عندما يكون عدد رينولدز Reynolds Number للسائل أعلي من 10000 . من أجهزة قياس السرعة الأجهزة التوربينية Turbine أجهزة العجلة البدالة Paddlewheel وأجهزة الدوامات Vortex Shedding والأجهزة الكهرمغناطيسية Electromagnetic وأجهزة السريان الصوتية/فوق الصوتية Sonic/Ultrasonic .

 

Velocity meters measure velocity of the stream to calculate the volumetric flowrate. These are less sensitive when the Reynolds number of fluid is higher than 10000. Velocity flow meters include turbine, paddlewheel, vortex shedding, electromagnetic and sonic/ultrasonic flow meters.

 

شكل رقم (7) : محاكاة متحركة تبين فكرة عمل الجهاز التوربيني لقياس السريان Turbine Flow Meter

 

شكل رقم (8) : محاكاة متحركة تبين فكرة عمل جهاز العجلة البدالة Paddlewheel

 

شكل رقم (9) : محاكاة متحركة تبين فكرة عمل جهاز الدوامات Vortex Flow Meter

.

شكل رقم (10) : مكونات جهاز قياس السريان الكهرومغناطيسي Electromagnetic Flow Meter

.

للمزيد

من التفاصيل عن جهاز قياس السريان الكهرومغناطيسي Electromagnetic Flow Meter اضغط علي رابط المقال التالي:

جهاز السريان المغناطيسي Magnetic Flow Meter

.

شكل رقم (10) : محاكاة متحركة تبين فكرة عمل جهاز الموجات فوق الصوتية Ultrasonic

 

************************************

 

4- أجهزة قياس كتلة  السريان Mass Flow Meter

 

أجهزة قياس كتلة  السريان Mass Flow Meters أكثر فاعلية في العمليات الإنتاجية ذات العلاقة بالكتلة Mass حيث تقيس القوة الناتجة عن تسارع الكتلة . وبشكل أكثر تحديدا، يتم قياس القوة عند تحرك الكتلة لكل وحدة من الزمن  بدلا من قياس الحجم لكل وحدة من الزمن . ومن أجهزة قياس كتلة السريان عدادات كريوليس Coriolis Mass Meters وجهاز التشتت الحراري Thermal Dispersion Meters .

 

وترتبط التطبيقات النموذجية لأجهزة سريان الكتلة بالعمليات الكيميائية. بالإضافة إلى الصناعات الكيميائية والغاز، والصناعات النموذجية التي تستخدم هذا النوع هي صناعة الأدوية ومجال الطاقة والتعدين ومحطات مياه الصرف الصحي .

 

Mass flow meters are more effective in mass related processes as they measure the force that results from the acceleration of mass. More specifically, the force is measured as the mass moving per unit of time, instead of the volume per unit of time. Mass flow meters include Coriolis mass meters and thermal dispersion meters.

 

Typical applications for mass flow meters are tied to chemical processes. In addition to the chemical and gas industries, typical industries using mass meters include pharma, power, mining and wastewater.

 

شكل رقم (11) : محاكاة متحركة تبين فكرة عمل جهاز كريوليس Coriolis Mass Meter

 

شكل رقم (12) : محاكاة متحركة تبين فكرة عمل جهاز التشتت الحراري Thermal Dispersion Meter

 

**********************************

 

5- أجهزة قياس السريان للقنوات المفتوحة Open Channel Flow Meters

 

أجهزة قياس السريان للقنوات المفتوحة تشمل الشق V أو ما يطلق عليه V-notch والسدود Weirs والقنوات Flumes . هذه الهياكل الشبيهة بالسد تسمح بسريان محدد أو سريان مركز للسوائل واعتمادا علي الشكل الفريد للهيكل وحجمه . يسمح هذا النوع من أجهزة قياس السريان بحساب قراءة معدل السريان Flow Rate .

 

وتشمل التطبيقات الشائعة لمقاييس القنوات المفتوحة الإستخدام مع السوائل حرة التدفق في الجداول Streams والأنهار Rivers وقنوات الري وأنظمة الصرف الصحي / مياه الصرف الصحي .

 

Measurement of liquid in open channels includes v-notch, weirs and flumes. These dam-like structures, or overflows, allow for a limited or concentrated free-flow of liquids based on the unique shape and size of the structure. This type of flow meter allows for a reading of the flowrate to be calculated.

 

Common applications of open channel meters include free flowing liquids like streams, rivers, irrigation channels and sewer/watewater systems.

 

شكل رقم (13) : محاكاة متحركة تبين فكرة القياس في القنوات المفتوحة باستخدام حاجز

 

المصادر

 

1 http://www.donjohns.com/blog/5-types-of-flow-meters/

 

مصادر الصور

 

شكل رقم (1) http://www.flowmeters.com/images/14-big_6.gif
شكل رقم (2) http://www2.emersonprocess.com/en-US/brands/rosemount/Rosemount-Site-Map/engineering-guides/PublishingImages/chapter-03/lightbox-images/figure3-6a.png
شكل رقم (3) https://mir-s3-cdn-cf.behance.net/project_modules/disp/6a319433443157.56ab23be5d714.gif
شكل رقم (4) https://mir-s3-cdn-cf.behance.net/project_modules/disp/c41fa833443157.56ab23be482ab.gif
شكل رقم (5) https://mir-s3-cdn-cf.behance.net/project_modules/disp/88db0e33443157.56ab23be368ec.gif
شكل رقم (6) https://mir-s3-cdn-cf.behance.net/project_modules/disp/075c1233443157.56ab23beb9a7a.gif
شكل رقم (7) https://mir-s3-cdn-cf.behance.net/project_modules/disp/b587ef33443157.56ab23becc6cf.gif
شكل رقم (8)  http://www.flowmeters.nl/files/image/91/PaddleWheel.gif
شكل رقم (13) http://www.conasen.com/Net111Edit/UploadFile/20091013123346584.gif

******************************

اكتملت المقالة …..

تابع صفحتنا علي الفيس بوك

*********************************

handwave-yellow

مواضيع ذات صلة

**************************************

ملاحظة

إذا كان لديك تعديل أو اقتراح جيد ، فمن فضلك سجل اقتراحك في تعليق علي الموضوع .

أو راسلنا علي البريد التالي لنشر مقال خاص بك : info@inst-sim.com

مكتبة محاكاة الأجهزة

2 تعليقان فى “خمسة أنواع رئيسية من أجهزة السريان Types of Flow Meters”

  1. يقول اسماعيل حقار بركه:

    بارك الله فيك ووفقك الله و الي الامام

  2. يقول عبدالعال أبوزيد:

    جهد مشكور وعمل رائع بارك الله فيكم

أترك تعليق