لومتر حرارتی اغلب برای اندازه گیری جریان های گاز کم استفاده می شود، اما آنها دقیقا چه هستند؟ و چه چیزی این ابزار را از سایر دبی سنج های گاز متمایز می کند؟ همچنین ممکن است نحوه کار این فلومتر، کاربردها و مزایای آن برای شما جالب باشد. در این مقاله پاسخ این سوالات را با شما به اشتراک می گذاریم.
فلومترحرارتی چیست؟
فلومتر حرارتی یکی از انواع فلومتر است که برای اندازه گیری مستقیم نرخ جریان جرم گاز (کیلوگرم در ساعت) بدون ابزار دقیق اندازه گیری اضافی و پرهزینه استفاده می شود. فلومترهای گاز معمولی جریان حجم عملیاتی نمونه را بدست می آورند که می تواند به دلیل تغییرات فشار، دما و چگالی متفاوت باشد. این الزامات اضافی نشان دهنده افزایش پیچیدگی اندازه گیری است که می تواند دقت پردازش را مختل کند. یک دبی سنج حرارتی، جرم حرارتی را مستقیماً با استفاده از چگالی نرمال گاز به عنوان خط پایه برای محاسبه دبی حجمی بدست می آورد.
نحوه عملکرد فلومتر حرارتی
نحوه عملکرد فلومتر حرارتی بر این واقعیت استوار است که گرما از جسم گرم شده زمانی که یک سیال از آن عبور می کند، گرفته می شود. یک فلومتر جرمی حرارتی شامل دو سنسور دمای PT100 برای این منظور است.
دمای جاری سیال به کمک یک سنسور به عنوان مرجع اندازه گیری می شود. دومین سنسور گرم می گردد و اختلاف دمای ثابت آن با سنسور اول در "جریان صفر" تعیین می شود. به محض اینکه سیال در لوله اندازه گیری شروع به جریان می کند، سنسور دمای گرم شده به دلیل جریان سیال خنک می شود. هر چه سرعت جریان بیشتر باشد، اثر خنک کننده بیشتر می شود.
نکات قابل توجه در انتخاب فلومتر حرارتی مناسب
در زمان انتخاب فلومتر حرارتی باید به کاربرد مد نظرتان توجه داشته باشید تا بتوانید بهترین مدل از این نوع دبی سنج را انتخاب نمایید. در زیر برخی از نکاتی که در هنگام انتخاب یک فلومتر جرمی حرارتی مناسب باید به آن دقت کنید را ذکر کرده ایم.
- معمولا از این نوع فلومتر برای اندازه گیری گاز های تمیز مانند هیدروژن، نیتروژن، هوا و دیگر گازهای صنعتی استفاده می شود. اگر در کاربرد خود از گازهای مخلوط استفاده می کنید، در صورتی که ترکیب گاز و در نتیجه ظرفیت گرمایی آن مشخص باشد، می توان از این دبی سنج استفاده کرد.
- بهترین ویژگی دبی سنج حرارتی، وابسته نبودن آن به چگالی گاز است. بنابراین دیگر نیازی به جبران سازی تغییرات دما و فشار نیست.
- این نوع فلومتر در کاربرد سیالات ساینده نباید استفاده شود، زیرا این نوع سیال به سنسور فلومتر آسیب می زنند.
- اگر سیال مورد نظر شما موجب ایجاد پوشش روی سنسور فلومتر جرمی حرارتی شود، دقت آن پایین می آید.
- دقت اندازه گیری این نوع فلومتر در کاربردهایی که از گازهای با احتمال میعان و تولید قطرات مایع استفاده می کنند، کاهش پیدا می کند.
کاربردهای فلومتر حرارتی جرمی
از جمله کاربردهای فلومتر حرارتی جرمی کاربردهای پنوماتیک، میز آزمایش، ساخت و ساز مکانیکی و پردازش شیمیایی می باشد. فلومترهای جرمی حرارتی جایگزین جذابی برای فناوری های اندازه گیری قدیمی هستند، زیرا اندازه گیری مستقیم و دقیق نرخ جریان جرم را بدون نیاز به اصلاح شرایط دما و فشار ارائه می دهند. علاوه بر این، اندازه گیری جریان جرمی پراکندگی حرارتی به دلیل ویژگی های حساسیت جریان کم، چرخش گسترده و افت فشار کم، می تواند کنترل فرآیند را در طیف گسترده ای از کاربردهای معمولی و چالش برانگیزتر بهبود بخشد.
- یکی از کاربردهای فلومترهای جرمی حرارتی، اندازه گیری کل جریان هوا یا گاز فشرده برای تخصیص داخلی کارخانه و اندازه گیری مصرف کلی استفاده است. همچنین می تواند برای تشخیص و شناسایی محل کلی نشتی استفاده شود. برآوردها نشان می دهد که نشت می تواند 20 تا 30 درصد از تولید هوای فشرده را تشکیل دهد. حذف یک نشت کوچک ¼ اینچی می تواند منجر به صرفه جویی در هزینه ها شود.
- اندازه گیری دبی جرمی هوای احتراق هنگام تعیین نسبت سوخت به هوا، برای کنترل مناسب احتراق مطلوب است. اندازه گیری جرم حرارتی به دلیل ترکیبی از اندازه گیری مستقیم جرم، حساسیت جریان، چرخش گسترده و افت فشار کم بسیار مناسب است.
- اندازه گیری جریان گاز طبیعی دیگ ها، کوره ها، خشک کن ها و بخاری ها در کارخانه، یک کاربرد ایده آل برای اندازه گیری جریان جرم حرارتی است. دانستن مصرف گاز طبیعی از منابع احتراق فردی می تواند به شناسایی بازده کمک کند و منجر به کاهش مصرف سوخت شود.
- دبی جرم سنج حرارتی یک روش ایده آل برای تعیین میزان مصرف گاز طبیعی به منظور پیروی از دستورالعمل های EPA برای محاسبه انتشار گازهای گلخانه ای است.
عمده ترین کاربردهای دبی سنج حرارتی
- کنترل دی اکسید کربن (برای تولید نوشیدنی و سرد کردن)
- کنترل آرگون (در تولید فولاد)
- کنترل نیتروژن و اکسیژن (صنایع تولیدی)
- کنترل گاز طبیعی (برای مشعل ها و کنترل تغذیه دیگ بخار)
- اندازه گیری هوا و بیوگاز (به عنوان مثال در کارخانه های فاضلاب)
مزایای فلومتر جرمی حرارتی
- یکی از مزایای فلومتر جرمی حرارتی این است که جریان گازها را مستقیماً در سطح مولکولی اندازه گیری می کند که آن را به استاندارد صنعتی برای کنترل جریان جرم گازها تبدیل می کند. در اکثر فرآیندهایی که گازهایی مانند CO2، N2، هوا، آرگون و غیره را جریان می دهند، متغیر مهم حجم گاز نیست، بلکه جرم گاز است.
- از آنجایی که تغییرات دما و فشار گاز بر عملکرد اندازه گیری تأثیر می گذارد، اندازه گیری های جریان حجمی نسبت به اندازه گیری های جریان جرمی کمتر قابل اعتماد هستند. مشتریان می توانند قابلیت اطمینان و دقت و در بسیاری از موارد حتی پول را به دلیل ناکارآمدی فرآیند و هدر رفتن از دست بدهند. فلومترهای حجمی به منظور تغییر دبی حجمی به دبی جرمی، به جبران دما و فشار اضافی نیاز دارند.
- فلومتر حرارتی مویرگی بهترین انتخاب برای کنترل ثابت نرخ جریان جرم و اندازه گیری جریان گاز است.
جمع بندی
در این مقاله از پرشین ابزار دقیق با فلومتر حرارتی، نحوه کار و مزایای آن آشنا شدیم و دانستیم که در بسیاری از فرآیندهای تحقیق و تولید، متغیر مهم جرم است و نه حجم. اندازه گیری جریان حجمی به اندازه اندازه گیری جریان جرمی قابل اعتماد نیست زیرا تغییرات دما یا فشار بر چگالی حجم ثابت گاز می گذارد. بنابراین استفاده از فلومتر جرمی حرارتی یک انتخاب عالی برای گازهای تمیز است.
نظرات کاربران