Τι είναι η μέτρηση ροής;

Η μέτρηση ροής είναι η πρακτική του προσδιορισμού της ποσότητας του υλικού που ρέει μέσω ενός καθορισμένου συστήματος, συνήθως ενός σωλήνα ή αγωγού. Αυτό συνήθως επιτυγχάνεται με έναν ενσωματωμένο μετρητή ροής. Η μέτρηση ροής χρησιμοποιείται εκτενώς σε εφαρμογές που κυμαίνονται από χημικά εργοστάσια έως εμπορικά συστήματα κλιματισμού. Ο τύπος του μετρητή ροής που απαιτείται για οποιαδήποτε συγκεκριμένη εφαρμογή θα εξαρτηθεί από τις ιδιότητες της μετρούμενης ουσίας.

Το πεδίο της μέτρησης ροής είναι απίστευτα ποικιλόμορφο και εκτεταμένο, και είναι ένα από τα κεντρικά θέματα των μελετών φαινομένων μεταφοράς. Η μέτρηση του ρυθμού ροής μιας ουσίας μπορεί να είναι τόσο απλή όσο η μέτρηση της αλλαγής της στάθμης μιας δεξαμενής διεργασίας ή τόσο περίπλοκη όσο η μέτρηση της επαγόμενης τάσης σε ένα αγώγιμο ρευστό που κινείται σε μαγνητικό πεδίο. Αν και η μέτρηση ροής αναφέρεται συνήθως σε υλικό σε σωλήνες ή αγωγούς, μπορεί επίσης να αναφέρεται στη ροή στερεών ή στη ροή υλικού μέσω συστημάτων όπως πλέγματα κυκλοφορίας ή κοίτες ποταμών.

Η άμεση μέτρηση του ρυθμού ροής ενός αερίου ή υγρού απαιτεί τη χρήση ενός μετρητή ροής. Υπάρχουν πολλοί τύποι μετρητών ροής, συμπεριλαμβανομένων των μετρητών στομίων, των μετρητών στροβίλου, των μετρητών Venturi, των μετρητών υπερήχων και των ηλεκτρομαγνητικών ροομέτρων, για να αναφέρουμε μερικά. Στις περισσότερες βιομηχανίες χημικών διεργασιών, οι μετρητές στομίου είναι ο πιο δημοφιλής τύπος μετρητών ροής λόγω της απλότητας και του χαμηλού κόστους τους.

Οι μετρητές στομίου και οι μετρητές Venturi λειτουργούν με βάση την αρχή του Bernoulli, ή πιο συγκεκριμένα, τη σχέση μεταξύ του ρυθμού ροής του υλικού και της πτώσης πίεσης που υφίσταται το υλικό σε όλο το μετρητή. Οι μετρητές στροβίλου συσχετίζουν τον αριθμό των περιστροφών που κάνει ένας εσωτερικός στρόβιλος σε ένα καθορισμένο χρονικό διάστημα με τη ροή του ρευστού που περνά πάνω από τα πτερύγια. Οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές ροής χρησιμοποιούν το νόμο του Faraday για να συσχετίσουν την ταχύτητα του ρευστού με την επαγόμενη τάση σε ένα μαγνητικό πεδίο στο ρευστό.

Όλες αυτές οι μέθοδοι μέτρησης της ροής ενδέχεται να υπόκεινται σε περιορισμούς, ανάλογα με τη φύση του μετρούμενου ρευστού. Για παράδειγμα, ένας ηλεκτρομαγνητικός μετρητής ροής θα λειτουργεί μόνο σε ένα ηλεκτρικά αγώγιμο ρευστό. Μετρητές που έχουν κινούμενα μέρη, όπως μετρητές στροβίλου, δεν συνιστώνται για λειαντικά ή διαβρωτικά υλικά. Τα ασυνήθιστα συστήματα ενδέχεται να απαιτούν μοναδικούς ή υβριδικούς μετρητές ροής και υπολογισμούς.

Οι υπολογισμένες μετρήσεις ροής μπορούν να βελτιωθούν με τη χρήση συντελεστών διόρθωσης ή αντιστάθμισης. Αυτοί οι παράγοντες χρησιμοποιούνται συχνά για να αντισταθμίσουν τις θερμοκρασίες, τις πιέσεις και τα μοριακά βάρη που διαφέρουν σημαντικά από τη σχεδιαστική βάση της ροής του ρευστού. Οι συντελεστές αντιστάθμισης εφαρμόζονται συχνά στους υπολογισμούς του κατανεμημένου συστήματος ελέγχου (DCS) σε μια ρύθμιση χημικής διεργασίας.