تفاوت بین جریان جرمی و جریان حجمی

اندازه‌گیری جریان سیال در موارد دقیق در کاربردهای مختلف مهندسی و صنعتی، که عملکرد و کارایی بهینه را تضمین می‌کند. مزایای آشکاری از اندازه‌گیری جریان جرمی نسبت به جریان حجمی وجود دارد، به خصوص برای هوای فشرده و گازهای فنی مانند آرگون، CO2 و نیتروژن. مقاله را بخوانید و بینش حرفه‌ای را در هر دو اندازه‌گیری درک کنید.

جریان جرمی چیست؟

جریان جرمی به اندازه گیری جرم عبوری در واحد زمان اشاره دارد. جرم نشان دهنده تعداد کل مولکول هایی است که از طریق رگ های خاص حرکت می کنند و تحت تأثیر تغییرات دما و فشار قرار نمی گیرند. برخلاف حجم، جرم یک گاز علیرغم نوسانات شرایط محیطی ثابت می ماند. سرعت جریان جرمی با واحدهایی مانند کیلوگرم در ساعت (kg/hr) یا پوند در دقیقه (lb/min) توصیف می شود؛ گازها با متر مکعب استاندارد در ساعت (Nm³/hr) یا فوت مکعب استاندارد در دقیقه (SCFM) توصیف می شوند.

جریان حجمی چیست؟

جریان حجمی به جریان واقعی اشاره دارد که حجم در حال حرکت در واحد زمان را اندازه‌گیری می‌کند. متر مکعب بر ساعت، متر مکعب بر دقیقه، CFM یا ACFM واحدهای رایج برای جریان حجمی هستند که برای توصیف بزرگی آن در یک فضای سه‌بعدی به کار می‌روند. حجم گازها با دما و فشار نسبت مستقیم دارد. حجم گاز با افزایش دما و فشار منبسط می‌شود؛ در مقابل، با کاهش دما و فشار منقبض می‌شود. به عبارت دیگر، هنگام اندازه‌گیری جریان حجمی باید دما و فشار در نظر گرفته شوند.

دبی جرمی در مقابل دبی حجمی

دانش دقیق در مورد دبی جرمی و دبی حجمی برای انتخاب روش اندازه‌گیری مناسب مفید است. دبی جرمی در فرآیندهایی که چگالی سیال ممکن است با دما و فشار تغییر کند، بسیار دقیق و قابل اعتماد است. این فناوری در صنایعی که به کنترل دقیق خواص سیال اهمیت زیادی می‌دهند، مانند داروسازی و پتروشیمی، محبوب است.

برعکس، اندازه‌گیری جریان حجمی در صنایعی که دقت اهمیت کمتری دارد، به اندازه کافی قدرتمند است. به عنوان مثال، این روش در نظارت و کنترل جریان در سیستم آبیاری کشاورزی و شبکه‌های توزیع آب به اندازه کافی قابل اعتماد است، و نیازی به ذکر جبران‌های پیچیده مورد نیاز در پردازش نیست. حجمی گزینه‌ای ساده‌تر و مقرون به صرفه‌تر در صنایع خاص است. در صورت عدم مدیریت صحیح شرایط محیطی، ممکن است خطاهایی رخ دهد.

مزایای اندازه‌گیری جریان جرمی

مزیت اصلی استفاده از اندازه‌گیری جریان جرمی، دقت و قابلیت اطمینان آن است که وابستگی به تصحیحات دما و فشار را کاهش می‌دهد. همبستگی مستقیم بین جریان جرمی و خواص سیال، امکان نظارت در زمان واقعی را بدون پیچیدگی‌های محاسبات جبرانی فراهم می‌کند.

برای کنترل دقیق‌تر فرآیند، اندازه‌گیری جریان جرمی را انتخاب کنید. اپراتورها می‌توانند با در اختیار داشتن تاریخ دقیق جریان، تصمیمات آگاهانه‌ای بگیرند تا ضایعات را کاهش داده و کیفیت محصول را افزایش دهند. نظارت مداوم بر نرخ جریان جرمی به اپراتورها اجازه می‌دهد تا مطابق با شرایط متغیر تنظیم شوند و عملیات شما را کارآمد و مؤثر نگه دارند.

چه زمانی از فلومتر حجمی یا فلومتر جرمی استفاده کنیم؟

کنتورهای حجمی برای کاربردهایی که به دقت بالا اهمیت کمتری می‌دهند، توصیه می‌شوند. با این وجود، یک کنتور حجمی نیاز به جبران اضافی از دما و فشار اضافی دارد. در حالی که اطلاعات اضافی در مورد دما و فشار نمی‌تواند تهدیدی برای دقت و تکرارپذیری بالاتر باشد. بنابراین، کنتورهای جرمی در مقایسه با کنتورهای حجمی، قابل اعتمادتر و دقیق‌تر هستند.

چه زمانی از فلومتر حجمی یا فلومتر جرمی استفاده کنیم؟

مزایای کنتورهای جریان جرمی، افرادی را که به کنتورهای جریان حجمی عادت دارند، مجبور می‌کند تغییراتی در پردازش‌های صنعتی خاص ایجاد کنند. خوشبختانه، با استفاده از یک کنتور جریان جرمی، می‌توان جریان‌ها را به صورت حجمی اندازه‌گیری کرد و با اضافه کردن حجم (به عبارت دیگر قطر لوله) به کنتور، به هدف رسید.

چگونه جریان جرمی را به جریان حجمی تبدیل کنیم؟

شاید گاهی اوقات لازم باشد که جریان جرمی را به جریان حجمی تبدیل کنیم. این تبدیل پس از استفاده از یک فرمول ساده و اعمال مقادیر چگالی مربوطه در معادله زیر حاصل می‌شود.

دبی حجمی = دبی جرمی / چگالی

چگالی، نرخ جریان جرمی را به نرخ جریان حجمی مرتبط می‌کند. و چگالی با دما و فشار نسبت معکوس دارد. یعنی، دمای بالا باعث چگالی کم و فشار بالا نیز باعث چگالی کم می‌شود.نرخ جریان حجمیبا تقسیم به دست می‌آیدنرخ جریان جرمیتوسط چگالی سیال. Aنرخ جریان حجمیبا دما و فشار تغییر می‌کند، در حالی که یکنرخ جریان جرمیبا تغییر دما یا فشار ثابت می‌ماند.

سیستم‌های یکپارچه اندازه‌گیری جریان با ارائه راهکارهای اتوماسیون، کارایی و کیفیت محصولات نهایی را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهند. علاوه بر این، تنظیم دقیق نرخ جریان و تجزیه و تحلیل‌های بلادرنگ، بدون هیچ گونه اختلال در فرآیند، به عملکرد بهینه کمک می‌کنند. این روش پیشگیرانه هم بر ساده‌سازی عملیات و هم بر بهبودهای مداوم تأثیر می‌گذارد.

به طور خلاصه، درک تفاوت‌های ظریف اندازه‌گیری جریان جرمی و جریان حجمی برای بهینه‌سازی عملکرد در کاربردهای مختلف حیاتی است. با بهره‌گیری از تکنیک‌های اندازه‌گیری مناسب و پذیرش نقاط قوت هر رویکرد، متخصصان می‌توانند عملیات خود را بهبود بخشیده و در فرآیندهای مدیریت سیال خود به دقت بیشتری دست یابند.