مقياس التدفق الدوار
مقياس التدوير هو نوع من مقاييس التدفق متغير المساحة يقيس معدل تدفق السوائل (السوائل أو الغازات) في أنبوب رأسي. يعمل الجهاز على أساس الجاذبية والقوى الديناميكية للسائل. ومصطلح "مقياس الدوران" مشتق من دوران العوامة التي تستخدم للإشارة إلى معدل التدفق. يشيع استخدام مقاييس الدوران لأنها بسيطة وفعالة من حيث التكلفة ولا تتطلب مصدر طاقة خارجي. وهي توفر مؤشرًا مرئيًا مباشرًا لمعدل التدفق، مما يجعلها سهلة الاستخدام والصيانة.
مبادئ عمل أجهزة قياس الدوران
يعتمد عمل مقياس الدوران على مبادئ الجاذبية وديناميكيات الموائع:
- يدخل المائع إلى مقياس الدوران من خلال المدخل السفلي ويتدفق لأعلى عبر الأنبوب المدبب.
- يتم رفع العوامة داخل الأنبوب بقوة تدفق المائع.
- مع ارتفاع العوامة، تقلل مساحة المقطع العرضي المتزايدة للأنبوب من سرعة المائع وتزيد من مساحة السريان.
- تصل العوامة إلى موضع تكون فيه القوة الصاعدة التي يبذلها المائع لأعلى مساوية لقوة الجاذبية الهابطة المؤثرة على العوامة.
- يتناسب موضع العوامة مع معدل التدفق ويتم قراءته مقابل المقياس المعاير على الأنبوب.
القوى الرئيسية المعنية
- الطفو: القوة الصاعدة التي يبذلها المائع لأعلى.
- قوة الجاذبية: وزن العوامة الذي يسحبها إلى أسفل.
- قوة السحب: المقاومة الناتجة عن التدفق حول العوامة.
بناء مقاييس الدوران
يتكون مقياس الدوران من المكونات الأساسية التالية:
- أنبوب مدبب:
- مصنوع من مادة شفافة مثل الزجاج أو البلاستيك (للتدفق المرئي) أو المعدن (للمتانة في ظروف الضغط العالي أو الظروف غير الشفافة).
- يتم محاذاة الأنبوب عمودياً، مع زيادة القطر من الأسفل إلى الأعلى.
- تعويم:
- جسم صلب (عادة ما يكون من المعدن أو البلاستيك أو السيراميك) داخل الأنبوب.
- تتحرك العوامة بحرية لأعلى ولأسفل استجابة لمعدل تدفق السائل.
- يختلف شكل العوامة حسب التطبيق (على سبيل المثال، كروية أو بيضاوية الشكل أو مخروطية الشكل).
- المقياس أو العلامات:
- تشير التدرجات أو العلامات على الأنبوب إلى معدل التدفق.
- المعايرة خاصة بالسائل الذي يتم قياسه (مع مراعاة اللزوجة والكثافة والضغط).
- توصيلات المدخل والمخرج:
- يحتوي الأنبوب على مدخل في الأسفل ومخرج في الأعلى، مما يسمح للسائل بالتدفق عموديًا لأعلى.
- صمام التحكم في التدفق (اختياري):
- بعض مقاييس الدوران مزودة بصمام لتنظيم معدل التدفق.
مزايا مقاييس الدوران
- تصميم بسيط:
- سهلة التركيب والتشغيل والصيانة.
- لا يتطلب مصدر طاقة خارجي.
- فعالة من حيث التكلفة:
- اقتصادية مقارنة بأجهزة قياس التدفق الأخرى.
- إشارة بصرية مباشرة:
- يوفر قراءة فورية وبديهية لمعدل التدفق.
- متعدد الاستخدامات:
- مناسب لمجموعة كبيرة من السوائل، بما في ذلك السوائل والغازات.
- المتانة:
- صُممت مقاييس الدوران المعدنية والمصفحة لتتحمل الظروف الصناعية القاسية.