מהו מד גזירה?

מהו מד מזרם?

הגדרת מד מזרם

מד מזרם מוגדר כמכשיר המשמש למדידת קצב המזרם של חומרים מוצקים, נוזלים או גזים.

• סוגי מדדי מזרם

• מדדי מזרם מכניים

• מדדי מזרם אופטיים

• מדדי מזרם לתעלות פתוחות

מדדי מזרם מכניים

מדדי מזרם עם תזוזה חיובית

מדדים אלו מודדים את קצב המזרם על ידי לכידת הנוזל בקámara והמדת נפחו. זה דומה למילוי צנצנת במים עד לרמה מסוימת ואז לאפשר להן לזרום החוצה.

מדדי מזרם אלה יכולים למדוד זרמים עיסקיים או קצרים ומתאימים לכל נוזל ללא קשר לviscosity או הצפיפות שלו. מדדי מזרם עם תזוזה חיובית יכולים להיחשב חזקים מאחר שהם נשארים בלתי מעוטרים על ידי הטרבולנטיות בערוץ.

מד דיסק מתנדנד, מד פיסטון רקורסיבי, מד פיסטון אוסילטורי או רוטרי, מדדי בי-רוטור כמו מד שיניים, מד שיניים עגול (תמונה 1) ומד שיניים הליקלי נכללים בקטגוריה זו.

מדדי מזרם מסה

מדדים אלו משערים את קצב המזרם על ידי מדידת המסה של החומר הזורם בהם. הם בדרך כלל בשימוש בתעשיות כימיה שבהן מדידות מבוססות משקל חשובות יותר ממדידות בנפח.

מדדי טמפרטורה (תמונה 2a) ומדדי מזרם קוריוליס (תמונה 2b) נכללים בקטגוריה זו. במקרה של מדדי טמפרטורה, זרם הנוזל מקרר את החושך, שנתחמם מראש למגבה מסוימת. האובדן החום יכול להיות מורגש וייעשה בו שימוש לקביעת קצב הזרימה של הנוזל.

 מצד שני, מדדי קוריוליס עובדים על עיקרון קוריוליס שבו זרם הנוזל דרך הצינור הרוטט גורם לשינוי בתדירות או במשב או באמפליטודה, מה שמאפשר מדידה של קצב המזרם.

מדדי מזרם לחץ דיפרנציאלי

מדדי מזרם לחץ דיפרנציאלי מודדים זרימה על ידי צפייה בנפילת הלחץ כאשר הנוזל עובר דרך מכשול במסלולו. ככל שהזרם גדל, גם נפילת הלחץ לאורך המכשול גדלה, מה שנרשם על ידי המדדים. קצב הזרימה פרופורציונלי לשורש הריבועי של נפילת הלחץ, בהתאם למשוואת ברנולי.

מד מגע, מד פחית זרימה, מד צינור זרימה, מד צינור פיילוט, מד מפרץ, מד מטרה, מד דאל, מד חרוט, מד ונטורי, מד זרימה למינרית, ומד שטח משתנה (רוטמטר) הם כמה דוגמאות למדדי מזרם לחץ דיפרנציאלי.

מדדי מזרם מהירות

מדדי מזרם מהירות משערים את קצב המזרם על ידי מדידת מהירות הנוזל. המהירות מספקת מדידה ישירה של קצב המזרם כי הן פרופורציונליות. מדדים אלה יכולים למדוד מהירות באמצעות שיטות שונות, כולל טורבינות.

לפי הדרך שבה משתמשים כדי למצוא את המהירות, ישנם סוגים שונים של מדדי מזרם מהירות כמו מד טורבינה, מד זרימה וורטקס, מד זרימה פיטבוט, מד זרימה פרופלור, מד זרימה פדל או פלטון, מד זרימה חד-ג'ט ומד זרימה רב-ג'טים.

מדידת קצב הזרימה של נוזלים בסביבות מסוכנות, כולל בהקשר של כרייה, דורשת מדדי זרימה לא פולשניים. מדדי זרימה סונאר, שהם סוג של מדדי מזרם מהירות, משרתים את הצרכים הללו. בנוסף, מדדי זרימה אולטרסוניים, כמו גם מדדי זרימה אלקטרומגנטיים, מהווים חלק ממדדי מזרם מהירות.

מדדי מזרם אופטיים

מדדי מזרם אופטיים משתמשים באור כדי למדוד קצב מזרם. הם בדרך כלל משתמשים בקרן לייזר ובדטקטורים פוטואלקטריים. חלקיקים של גז מפזרים את קרן הלייזר ומייצרים פולסים שמובנים על ידי המקבל. על ידי מדידת הזמן בין האותות הללו, ניתן לקבוע את מהירות הגז.

מאחר שמדדים אלה מודדים את המהירות האמיתית של החלקיקים המרכיבים את הגזים, הם נשארים בלתי מושפעים מהתנאים הטרמיים והשינויים בזרימת הגז. לכן, הם מסוגלים לספק נתונים מדויקים מאוד של זרימה אפילו כשהסביבה היא הכי בלתי נוחה, למשל, כאשר יש טמפרטורה ולחץ גבוהים, לחות גבוהה וכדומה.

מדדי מזרם לתעלות פתוחות

מדדי מזרם לתעלות פתוחות משמשים למדידת קצב הזרימה של נוזל שמסלול הזרימה שלו כולל פני שטח חופשי. מדדי מזרם לתעלות פתוחות כגון מד ויר ומד פלום (תמונה 6) משתמשים במכשירים משניים כגון בובלרים או צף כדי למדוד את עומק הנוזל בנקודה מסוימת. מהעומק הזה ניתן לקבל את קצב הזרימה של הנוזל.

מצד שני, במקרה של מדידת זרימה לתעלה פתוחה מבוססת צבע, משתמשים בכמות מוגדרת מראש של צבע או מלח כדי לשנות את התרכיזה של זרם הנוזל. הדילוטציה הנוצרת נותנת מדד לקצב הזרימה של הנוזל. לאחר מכן, יש לציין שהדיוק בו עליהם לפעול מדדי הזרימה נקבע לפי היישום עבורו הם משמשים. 

לדוגמה, כשאנחנו רוצים לעקוב אחר זרימת המים בערוץ בגינה שלנו, יהיה מספיק להשתמש במד מזרם שהוא פחות מדויק מאשר זה שייעשה בו שימוש כשצריך לעקוב אחר זרימת בסיס המיועד לתהליך כימי. בנוסף, עוד גורם שצריך לשים אליו לב הוא שמדדי המזרם, כשהם משמשים בשילוב עם 밸בי זרימה, יכולים לבצע פעולות שליטה בהצלחה.