جریان سیال
به حجمی از سیال که در زمان معین از یک مقطع عبور میکند جریان سیال میگویند. از طرف دیگر به جابجایی ذرات سیال که موجب حرکت کلی آن میشود را جریان یافتن سیال میگویند. میتوان گفت که پس از فشار و دما مهمترین پارامتری که نیازمند اندازهگیری دقیق میباشد متغیر جریان است، زیرا میزان ورود و خروج سیال به یک سیستم همواره باید مشخص باشد.
براساس میزان تغییرات حرکتی سیال، جریان به دو دسته اصلی تقسیم میشود که عبارتند از:
- جریان یکنواخت: جریانی که سرعت در هر لحظه و در هر مکان دارای مقدار ثابتی است.
- جریان غیریکنواخت: برخلاف جریان یکنواخت، جریان غیریکنواخت جریانی است که سرعت در حال تغییر است.
نحوه اندازهگیری جریان سیال
همانطور که از تعریف جریان سیال برمیآید واحد اندازهگیری جریان حاصل تقسیم یک واحد حجمی بر یک واحد زمانی است. بنابراین برای نمایش جریان، از یکاهایی مثل لیتر در ساعت، مترمکعب بر دقیقه، گالن در روز یا بشکه در ثانیه استفاده میشود. برای اندازهگیری جریان سیال روشهای متفاوتی وجود دارد که هر کدام معایب و محاسن خاص خود را دارد. به عنوان مثال رایجترین روش استفاده از توربین در مسیر سیال است. دقت شود که در این روش مکانیکی، سرعت چرخش توربین، مقدار جریان سیال را مشخص میکند. کنتورهای آب منازل مسکونی بر مبنای این روش عمل میکنند که از پرکاربردترین روشهای اندازهگیری فشار است.
روش دیگر استفاده از میدانهای مغناطیسی است که روش مگنتیک نام دارد. در این روش یک میدان مغناطیسی حول لولهای که سیال از آن عبور میکند اعمال میشود، این عمل باعث ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی کوچک در سیال میشود که توسط سنسورهای الکترودی اندازهگیری میشود. میزان جریان سیال متناسب با بزرگی اختلاف پتانسیل الکتریکی است که این مقدار با استفاده از معادله پیوستگی محاسبه میشود.
روش دیگر استفاده از اثر ونتوری در محاسبه جریان است. تنگ کردن مسیر سیال و ایجاد تغییرات فشار حاصل از این عمل مبنای این روش است، زیرا سیال هنگام عبور از مجرای تنگ دچار کاهش فشار میشود و براساس قانون برنولی کاهش فشار حاصل از این تنگ شدن مسیر با جذر جریان رابطه مستقیم دارد. بنابراین میتوان از این طریق جریان را محسابه کرد.
انتخاب روش اندازهگیری جریان به عوامل متعددی از قبیل حجم، فشار، غلظت، چسبندگی، دما و خورندگی سیال مرتبط است. همچنین هزینه هر روش بسته به تجهیزاتی که مورد استفاده قرار میگیرد اختلافات فاحشی با یکدیگر دارند. علاوه بر این دقت اندازهگیری و ماندگاری آن، از جمله مواردی است که باید در نظر داشت. بنابراین بررسی همه عوامل، جهت انتخاب بهترین روش اندازهگیری، امری اجتنابناپذیر است.
