راهنمای انتخاب فلومتر سیالات با ویسکوزیته بالا

برند صاها تولید کننده انواع فلومتر، کنتور آب هوشمند خانگی و کشاورزی 

در صنایع مختلف، انتخاب فلومتر مناسب و اندازه‌گیری دقیق جریان سیالات یکی از عوامل کلیدی در بهینه‌سازی فرآیندها و تضمین کیفیت محصولات است. با این حال، زمانی که سیالاتی با ویسکوزیته بالا مانند رنگ‌ها، رزین‌ها، چسب‌های صنعتی و روغن‌های سنگین مورد استفاده قرار می‌گیرند، بسیاری از روش‌های سنتی اندازه‌گیری جریان دقت و کارایی لازم را از دست می‌دهند. در چنین شرایطی، انتخاب  مناسب فلومتر سیالات با ویسکوزیته بالا اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند.

فلومترهای اوال‌گیر (Oval Gear Flow Meters) و فلومتر کوریولیس به دلیل دقت بالا و قابلیت کار با سیالات غلیظ، گزینه‌های مناسبی برای اندازه‌گیری سیالات با ویسکوزیته بالا هستند. این فلومترها بر اساس اندازه‌گیری حجم یا جرم عبوری سیال عمل می‌کنند، بدون آنکه به ویژگی‌هایی مانند سرعت جریان، چگالی یا هدایت الکتریکی وابسته باشند. به همین دلیل، دقت و پایداری عملکرد آن‌ها در شرایط مختلف تضمین شده است. در این مقاله به بررسی فلومتر سیالات با ویسکوزیته بالا می‌پردازیم.

جهت اطلاع از  قیمت و خرید فلومتر سیالات با ویسکوزیته بالا، می‌توانید با راههای ارتباطی موجود در سایت با کارشناسان فنی و فروش ما در مجموعه صاها در ارتباط باشد.

اندازه‌گیری جریان سیالات با ویسکوزیته بالا، یک چالش دشوار

در کاربردهایی که نیاز به فلومتر سیالات با ویسکوزیته بالا جهت اندازه‌گیری جریان دارند، انتخاب فلومتر مناسب بسیار  با اهمیت است. بسیاری از فلومترها مانند فلومتر التراسونیک سری SLW و فلومترهای اختلاف فشار (Orifice Plate DP) که جزو فلومترهای سرعتی به شمار می‌آیند، برای اندازه‌گیری به حداقل سرعت جریان نیاز دارند. این در حالی است که سیالات با ویسکوزیته بالا قادر به تأمین این حداقل سرعت نیستند.

سیالاتی مانند روغن، قیر، فروکتوز، ملاس، عسل، گلوکز و رزین به دلیل غلظت بالا، نیاز به نیروی بیشتری برای پمپاژ دارند و جریان یافتن آن‌ها دشوار است. در مقابل، سیالات با ویسکوزیته پایین مانند آب یا شیر به‌راحتی پمپاژ می‌شوند. بنابراین، اندازه‌گیری دبی مایعاتی با ویسکوزیته بیش از 100 mPa.s نیازمند انتخاب دقیق فلومترهای مناسب توسط مهندسان و اپراتورها است، زیرا استفاده از فلومترهایی که برای سیالات رقیق مانند آب کالیبره شده‌اند، می‌تواند منجر به خطاهای بزرگی در اندازه‌گیری شود.

چگونه روغن و سایر مایعات با ویسکوزیته بالا اندازه‌گیری می‌شوند؟

در کاربردهای صنعتی، روغن و سایر سیالات ویسکوز با استفاده از فلومتر اندازه‌گیری می‌شوند. این فلومترها به‌صورت خطی (inline) درون لوله‌های فرآیند نصب شده و نرخ جریان را با استفاده از اصول مختلف تکنولوژی اندازه‌گیری می‌کنند.

چرا اندازه‌گیری و پایش جریان روغن با سایر مایعات متفاوت است؟

روغن در مقایسه با بسیاری از مایعات، ویسکوزیته بالاتری دارد. به همین دلیل، برخی از فناوری‌های فلومتری با ماهیت چسبنده و غلیظ روغن سازگار نیستند و نمی‌توانند جریان آن را به‌درستی اندازه‌گیری کنند.

ویسکوزیته مایع چیست؟

ویسکوزیته یکی از ویژگی‌های مهم در دینامیک سیالات است و به‌طور ساده به مقاومت یک مایع در برابر جریان یافتن اشاره دارد. برای درک بهتر این مفهوم، می‌توان رفتار آب و عسل را مقایسه کرد. اگر لیوانی از آب را برگردانید، مایع به‌سرعت جاری می‌شود، اما در مورد عسل یا شیره افرا، جریان یافتن بسیار کندتر خواهد بود. این تفاوت به دلیل ویسکوزیته بالاتر عسل در مقایسه با آب است.

انتخاب فلومتر سیالات با ویسکوزیته بالا

به بیان علمی، ویسکوزیته (η)، که به آن ویسکوزیته دینامیکی نیز گفته می‌شود، نسبت تنش برشی (τ) به نرخ برش (γ) است:

اگر بتوانیم یک مکعب از سیال را در نظر بگیریم، تنش برشی (τ) نیرویی (F) است که بین دو سطح موازی سیال در واحد سطح (A) اعمال می‌شود. نرخ برش (γ) نیز به‌عنوان نسبت سرعت نسبی بین دو سطح به فاصله بین آن‌ها (L) تعریف می‌شود.

واحدهای اندازه‌گیری ویسکوزیته:

• تنش برشی: داین بر سانتی‌متر مربع (dyne/cm²)
• نرخ برش: ثانیه معکوس (s⁻¹)
• ویسکوزیته: پواز (P) یا سنتی‌پواز (cP) (که 1 cP برابر با 0.01 P است)

به زبان ساده، ویسکوزیته معیاری از اصطکاک داخلی یک سیال است که هنگام جریان یافتن آن ایجاد می‌شود. هر چه یک مایع چسبناک‌تر باشد و مقاومت بیشتری در برابر جریان داشته باشد، ویسکوزیته آن بالاتر است. به همین دلیل، سیالاتی مانند عسل، ملاس، قیر و روغن‌های سنگین دارای ویسکوزیته بالایی هستند، در حالی که موادی مانند آب و الکل ویسکوزیته پایین‌تری دارند و آسان‌تر جریان می‌یابند.

تأثیر دما بر ویسکوزیته

ویسکوزیته مایعات معمولاً با افزایش دما کاهش می‌یابد، زیرا افزایش دما انرژی جنبشی مولکول‌ها را بالا برده و حرکت آن‌ها را تسهیل می‌کند. در برخی مایعات، ویسکوزیته می‌تواند تا ۱۰ تا ۱۲ درصد در هر درجه سانتی‌گراد تغییر کند. بنابراین، هنگام انتخاب فلومتر، مهم است که حساسیت دستگاه نسبت به تغییرات ویسکوزیته در نظر گرفته شود تا دقت اندازه‌گیری حفظ شود.

چالش‌های ویسکوزیته در اندازه‌گیری جریان

در برخی فلومترها، از جمله فلومترهای مساحت متغیر (Variable Area)، شناور داخل لوله متناسب با میزان جریان جابه‌جا می‌شود. اما در مایعات با ویسکوزیته بالا، لایه‌هایی از سیال به شناور چسبیده و نیروی اضافی ایجاد می‌کنند که موجب عدم تعادل شناور و در نتیجه ایجاد خطا در خوانش فلومتر می‌شود. این اثر در سیالات بسیار چسبناک شدیدتر بوده و ممکن است باعث قرائت بیش از مقدار واقعی شود.

انواع فلومتر مناسب برای سیالات با ویسکوزیته بالا

اندازه‌گیری دبی سیالات با ویسکوزیته بالا یکی از چالش‌های مهم در صنایع مختلف محسوب می‌شود، زیرا خواص فیزیکی این نوع سیالات، مانند نیروی اصطکاک داخلی زیاد و پروفایل جریان غیر یکنواخت، می‌تواند به طور قابل توجهی دقت اندازه‌گیری را تحت تأثیر قرار دهد. فلومترهای سنتی مبتنی بر سرعت، که به پروفایل جریان لایه‌ای و شرایط خاص وابسته هستند، در حضور سیالات غلیظ عملکرد مناسبی ندارند. بنابراین، استفاده از فناوری‌های متخصص شده برای این کاربرد ضروری است. در این بین، طراحی و اصل کار فلومترهایی مانند فلومتر اوال‌گیر و کوریولیس فلومتر، آنها را به گزینه‌های مناسبی برای اندازه‌گیری دقیق سیالات با ویسکوزیته بالا تبدیل کرده است.

فلومتر اوال‌گیر و کوریولیس فلومتر سیالات با ویسکوزیته بالا

فلومتر اوال گیر (Oval Gear Meter) و فلومتر کوریولیس (Coriolis Meter) گزینه‌های ایده‌آلی برای اندازه‌گیری دبی سیالات با ویسکوزیته بالا هستند. فلومتر اوال‌گیر نوعی فلومتر جابجایی مثبت (Positive Displacement) است که دقت بالایی در اندازه‌گیری مایعات غلیظ مانند شربت فروکتوز دارد. فلومتر کوریولیس عملکرد بسیار دقیقی در اندازه‌گیری انواع مختلف سیالات دارد و امروزه به دلیل دقت بالا و قابلیت اندازه‌گیری مستقیم جرم سیال، به یکی از پرکاربردترین تجهیزات در صنایع مختلف تبدیل شده است.

در سیالات ویسکوز، به دلیل نیروی اصطکاک داخلی زیاد، پروفایل جریان کمتر لایه‌ای (Laminar) و بیشتر غیر یکنواخت است. این موضوع می‌تواند باعث افت دقت در فلومترهای سرعتی شود، زیرا این فلومترها برای عملکرد مطلوب نیاز دارند که سیال دارای سرعت کافی و پروفایل جریان مناسب باشد.

فلومتر سیالات با ویسکوزیته بالا

کوریولیس فلومتر برای سیالات با ویسکوزیته بالا

این فلومتر با موفقیت در اندازه گیری دبی سیالاتی مانند قیر، ملاس، نفت خام سنگین و مواد مشابه استفاده شده است.

مزایا:

• اندازه گیری مستقیم جریان جرم، چگالی و دما تنها با استفاده از یک سنسور.
• قابلیت تشخیص دبی کم
• دقت اندازه گیری بالا
• به شرایط جریان خاصی نیاز ندارد و برای نصب به لوله های مستقیم نیاز ندارد.

معایب:

• به ارتعاشات حساس است.
• نمی توان برای اندازه گیری سیالات با خواص خورندگی قوی استفاده کرد.
• قیمت بالای آن.
• نمی توان سرعت جریان گاز با چگالی کم را اندازه گیری کرد.
• افت فشار که با ویسکوزیته به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.
• فلومتر اولاگیر برای اندازه گیری سیالات با ویسکوزیته بالا

فلومتر روغن برای سیالات با ویسکوزیته بالا:

فلومتر اوال‌گیر (Oval Gear Flow Meters)، مخصوص استفاده با سیالات با ویسکوزیته بالا، برای اندازه گیری جریان روغن، بنزین، گازوئیل، شربت و سوخت طراحی شده است.

مزایا:

• دقت اندازه گیری بالا در طیف وسیعی از ویسکوزیته و می تواند سیالات با ویسکوزیته تا 2000 cp را اندازه گیری کند.
• افت فشار کم
• می تواند بدون نیاز به انرژی خارجی کار کند و جریان لحظه ای و کلی را تنها با استفاده از ضبط مکانیکی نمایش می دهد. Silver Automation Instruments همچنین فلومترهایی با فرستنده هایی که دارای پالس، 4-20 میلی آمپر، HART و RS485 برای ارتباط هستند، توسعه داده است.
• قیمت پایین تر از فلومترهای کوریولیس با مواد فولاد کربنی.
• نصب آسان، بدون نیاز به لوله کشی مستقیم و قابل نصب در مناطق محدود.

محدودیتهای Oval Gear Flow Meters برای خرید فلومتر سیالات با ویسکوزیته بالا:

• برای سیالاتی مانند آب انتخاب خوبی نیست، زیرا مواد فولاد کربنی می توانند زنگ بزنند و لغزش سیال را افزایش دهند.
• فلومتر سنگین و حجیم است و هزینه حمل و نقل را افزایش می دهد.
• قیمت نسبتاً بالا فلومترهای مرحله اول با اندازه های بزرگتر و مواد فولادی ضد زنگ.
• برای اندازه گیری جریان های سیال چند فازی مانند فلومترهای مبرد مناسب نیست.
• به دلیل قطعات متحرک و آسیب پذیری در برابر شوک های جریان و حباب های گاز به تعمیر و نگهداری بیشتری نیاز دارد.

خرید فلومتر سیالات با ویسکوزیته بالا

برای خرید فلومتر سیالات با ویسکوزیته بالا، انتخاب دستگاهی با دقت و عملکرد مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است. سیالات غلیظ مانند روغن، قیر، ملاس و رزین به دلیل مقاومت زیاد در برابر جریان، نیازمند استفاده از فلومترهایی با فناوری ویژه هستند. فلومترهای اوال‌گیر و کوریولیس، به دلیل قابلیت اندازه‌گیری دقیق جریان این سیالات، گزینه‌های ایده‌آلی محسوب می‌شوند.

هنگام انتخاب فلومتر سیالات با ویسکوزیته بالا، باید عواملی مانند دقت، افت فشار، حساسیت به ارتعاشات و هزینه‌های نگهداری را در نظر گرفت. برند صاها SAHA، به عنوان تولیدکننده فلومتر و کنتور هوشمند مغناطیسی آب کشاورزی و خانگی، راهکارهای متنوعی برای این نیاز صنعتی ارائه می‌دهد.