اساس عملکرد فلومتر توربینی

فلومتر توربینی از انرژی مکانیکی مایع برای چرخاندن “فرفره” (روتور) که در مسیر جریان قرار دارد، استفاده می نماید. پره ها بر روی روتور برای تبدیل انرژی جنبشی جریان سیال به انرژی چرخشی به صورت زاویه دار نصب می شوند. شافت روتور  امکان چرخش بواسطه وجود بلبرینگ را خواهد داشت. هنگامی که مایع اندازه گیری شده سریعتر حرکت می کند، روتور متناسب با آن سریع تر خواهد چرخید. فلومترهای توربینی اکنون ۷ درصد از بازار جهانی را به خود اختصاص می دهند.

چرخش شافت را می توان به صورت مکانیکی و یا با تشخیص حرکت تیغه اندازه گیری نمود. حرکت تیغه و پره های تصب شده بر روی شافت اغلب به صورت مغناطیسی و با ایجاد پالس در هنگام عبور پره ها تشخیص داده می شود. سنسورهای دبی سنج توربینی معمولا خارج از جریان عبوری قرار داده می شوند تا از محدودیت های ساختی که در نتیجه نوع سیال در ساخت سنسور ایجاد می شود، دوری شود. هنگامی که مایع سریعتر حرکت می کند، سرعت چرخش پره ها افزایش یافته و پالس های بیشتری تولید می شود. ترنسمیتر سیگنال ها را برای محاسبه دبی عبوری پردازش می نماید. ترنسمیتر و سیستم حسگر امکان کارکرد در هر دو جهت جریان (جریان مستقیم و معکوس) را دارند.

مزایا و معایب دبی سنج های توربینی

• دبی سنج های توربینی دارای هزینه متوسط می باشند.

• در سیالات تمیز و ویسکوزیته پایین در سرعت متوسط و یک نرخ ثابت دبی عملکرد بسیار خوبی دارند.

• فلومتر های توربینی اگر در یک سیال پاک به خصوص در سیالی کمی روان مورد استفاده قرار گیرند دارای قابلیت اطمینان بالایی خواهند بود.

• تاییدیه های  AGA و API برای  استفاده در خطوط انتقال.

• دبی سنج های توربینی باعث افت فشار می شوند که در برخی کاربردها مانند انتقال گرانشی می تواند نکته منفی باشد

• برای اندازه گیری دبی بخار قابل اعتماد نمی باشد.

• فرسایش بلبرینگ

نحوه استفاده از فلومترهای توربینی

فلومترهای توربین سرعت مایعات، گازها و بخارات درون لوله ها، مانند هیدروکربن، مواد شیمیایی، آب، مایعات برودتی، هوا و گازهای صنعتی را اندازه گیری می نماید. فلومترهای توربینی دقت بالا برای استفاده در خطوط انتقال هیدروکربن ها و گاز طبیعی در دسترس می باشد. دبی سنج توربینی اغلب با یک محاسبه گر جریان قابل برنامه ریزی برای تصحیح فشار، دما و خواص سیال به منظور دستیابی به دقت مطلوب برای کاربرد مورد نظر ترکیب می شود.

در استفاده از فلومتر توربینی در جریان سیال های خشک و غیر روان مواظب باشید زیرا این نوع جریانات می توانند باعث خرابی و شکست زود هنگام یاتاقان ها گردد. برخی از دبی سنج های توربینی اتصالات گریس برای استفاده با مایعات غیر روان ( مایعاتی که توان روان کنندگی ندارند) دارند. علاوه بر این، دبی سنج توربینی که برای یک هدف خاص طراحی شده، از جمله برای کاربردهای گاز طبیعی، اغلب می تواند بالاتر از محدوده درجه حرارت مجاز(مثلا تا ۶۰ºC) به کار گرفته شوند که به موجب آن و بواسطه کارکرد در دماهای بالاتر فلومتر توربینی می تواند آسیب ببیند.

از دبی سنج توربینی می توان برای اندازه گیری مایعات بهداشتی، نسبتا تمیز، و خورنده در اندازه های تا حدود ۲۴ اینچ استفاده نمود. فلومترهای توربینی کوچکتر را می توان به طور مستقیم در لوله نصب نمود، اما اندازه و وزن فلومترهای توربینی بزرگتر ممکن است نیاز به پایه های بتنی و پشتیبان  قابل توجهی داشته باشد. در فلو مایعات خورنده باید توجه کافی به جنس و مواد سازنده قسمت های تر فلومتر از جمله بدنه، روتور، بلبرینگ، اندازه گیری، اتصالات و … شود و از مواد مناسب برای مایعات خورنده استفاده گردد.

از فلومتر توربینی می توان در صنایع آب، نفت، و شیمیایی استفاده نمود. از کاربردها در صنعت آب می توان به سیستم های توزیع در داخل و بین مناطق آب اشاره کرد. کاربردهای نفتی فلومتر توربینی شامل انتقال محبوس شده (خطوط انتقال) هیدروکربن می باشد. مصارف دیگری از این فلومتر را می توان  در مواد غذایی و آشامیدنی و صنایع شیمیایی یافت.

صنایع مورد استفاده برای فلومتر توربینی

از دبی سنج توربینی در بزرگترین اندازه ها تا کوچکترین اندازه های آن در صنایع زیر می توان استفاده نمود:

• نفت و گاز

• آب و فاضلاب

• یوتیلیتی های گاز

• صنایع شیمیایی

• توان

• مواد غذایی و آشامیدنی

• هوا فضا

• دارویی

• فلزات و معدن

• کاغذ و خمیر کاغذ

هشدار برای استفاده از فلومترهای توربینی

فلومترهای توربینی در نرخ جریان کم با توجه به  اصطکاک روتور/ شافت که باعث کندی روتور می شوند دارای دقت کمتری می باشد. اطمینان حاصل کنید که دبی سنج توربینی در بالای حدوداً ۵ درصد از حداکثر جریان کار می نماید. از فلومترهای توربینی در سرعتهای  بالا استفاده نکنید زیرا خرابی/ یا آسیب زودتر از موعد می تواند در آنها رخ دهد. در هنگام اندازه گیری مایعات غیر روان به دلیل وجود سایش فلومتر می تواند از دقت خارج شده و یا خراب گردد. در برخی از کاربردها، ممکن است به طور معمول نیاز به جایگزینی بلبرینگ باشد که افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری را بدنبال خواهد داشت. به منظور کاهش امکان سایش و آسیب به فلومتر از استفاده در مایعات کثیف به طور کلی باید اجتناب شود. به طور خلاصه، فلومترهای توربینی دارای قطعات محرکی است که با گذشت زمان و استفاده در معرض تخریب می باشد

انتقال ناگهانی از جریان گاز به جریان مایع به دلیل تنش های مکانیکی باید اجتناب شود زیرا می تواند کاهش دقت، و / یا صدمه به فلومتر را بدنبال داشته باشد. این شرایط به طور کلی میتواند در هنگام پر کردن لوله رخ دهد. وجود جریان دو فازی همچنین می تواند اندازه گیری اشتباه دبی در دبی سنج توربینی را بدنبال داشته باشد.