الفرق بين التدفق الشامل والتدفق الحجمي

قياس تدفق السوائل بأمور دقيقة في مختلف التطبيقات الهندسية والصناعية مما يضمن الأداء والكفاءة الأمثل. هناك مزايا واضحة من قياس التدفق الكتلي مقارنة بالتدفق الحجمي، خاصة بالنسبة للهواء المضغوط والغازات التقنية مثل الأرجون وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين. اقرأ المقال وتعرف على البصيرة المهنية في كلا القياسين.

ما هو التدفق الجماعي؟

يشير تدفق الكتلة إلى قياس مرور الكتلة لكل وحدة زمنية. تمثل الكتلة إجمالي عدد الجزيئات التي تتحرك عبر أوعية معينة، ولا تتأثر بتغيرات درجة الحرارة والضغط. وباختلاف الحجم، تظل كتلة الغاز ثابتة على الرغم من تقلبات الظروف البيئية. يتم وصف معدل التدفق الكتلي بوحدات مثل الكيلوجرام في الساعة (كجم/ساعة) أو الجنيه في الدقيقة (رطل/دقيقة)؛ يتم وصف الغازات بالمتر المكعب القياسي في الساعة (Nm³/hr) أو القدم المكعبة القياسية في الدقيقة (SCFM).

ما هو التدفق الحجمي؟

يشير التدفق الحجمي إلى التدفق الفعلي، وقياس الحجم المتحرك لكل وحدة زمنية. m3/hr، m3/min، CFM أو ACFM هي وحدات شائعة للتدفق الحجمي، والتي يتم تطبيقها لوصف حجمها في مساحة ثلاثية الأبعاد. حجم الغازات يتناسب طرديا مع درجة الحرارة والضغط. يتوسع حجم الغاز بزيادة درجة الحرارة والضغط؛ على العكس من ذلك، فهو يتقلص مع انخفاض درجة الحرارة والضغط. وبعبارة أخرى، ينبغي أن تؤخذ درجة الحرارة والضغط في الاعتبار عند قياس التدفق الحجمي.

معدل التدفق الكتلي مقابل معدل التدفق الحجمي

المعرفة التفصيلية لمعدل التدفق الكتلي ومعدل التدفق الحجمي مفيدة لاختيار تقنية القياس المناسبة. معدل التدفق الكتلي دقيق للغاية وموثوق به في العمليات التي قد تتغير فيها كثافة السائل مع درجة الحرارة والضغط. تحظى هذه التقنية بشعبية في الصناعات التي تولي أهمية كبيرة للتحكم الدقيق في خصائص السوائل، مثل الأدوية والبتروكيماويات.

على العكس من ذلك، يعد قياس التدفق الحجمي قويًا بدرجة كافية في الصناعات التي تكون فيها الدقة أقل أهمية. على سبيل المثال، تعتبر هذه الطريقة موثوقة بدرجة كافية في مراقبة التدفق والتحكم فيه في نظام الري الزراعي وشبكات توزيع المياه، ناهيك عن التعويضات المعقدة اللازمة في المعالجة. يعد الحجمي خيارًا أبسط وأكثر فعالية من حيث التكلفة في صناعات محددة. قد تحدث أخطاء في حالة عدم إدارة الظروف البيئية بشكل صحيح.

فوائد قياس التدفق الشامل

تعتمد الفائدة الأساسية لاستخدام قياس التدفق الجماعي على دقته وموثوقيته، مما يقلل الاعتماد على تصحيحات درجة الحرارة والضغط. يسمح الارتباط المباشر بين تدفق الكتلة وخصائص السائل بالمراقبة في الوقت الفعلي دون تعقيدات الحسابات التعويضية.

اختر قياس التدفق الجماعي للتحكم في المعالجة بشكل أكثر دقة. يمكن للمشغلين اتخاذ قرارات مستنيرة مع توفر تاريخ تدفق دقيق تحت تصرفهم لتقليل النفايات وتحسين جودة المنتج. تسمح المراقبة المستمرة لمعدلات التدفق الشامل للمشغلين بالتكيف وفقًا للظروف المتغيرة، مما يحافظ على كفاءة عملياتك وفعاليتها.

متى يجب استخدام مقياس التدفق الحجمي أو مقياس التدفق الجماعي؟

يوصى باستخدام أجهزة قياس التدفق الحجمي للتطبيقات التي تعطي أهمية أقل للدقة العالية. ومع ذلك، يحتاج مقياس الحجم إلى تعويض إضافي من درجة الحرارة والضغط الإضافيين. في حين أن المعلومات الإضافية حول درجة الحرارة والضغط لا يمكن أن تشكل تهديدًا على الدقة العالية والتكرار. لذلك، تعد أجهزة قياس التدفق الكتلي أكثر موثوقية ودقة عند مقارنتها بمقاييس التدفق الحجمي.

متى يجب استخدام مقياس التدفق الحجمي أو مقياس التدفق الجماعي؟

مزايا أجهزة قياس التدفق الشامل تجبر الأشخاص الذين اعتادوا على أجهزة قياس التدفق الحجمي على إجراء بعض التغييرات في معالجة الصناعة الخاصة. لحسن الحظ، من السهل توفير تدفقات في الحجم باستخدام مقياس التدفق الكتلي، والوصول إلى الهدف عن طريق إضافة الحجم (المعروف أيضًا باسم قطر الأنبوب) إلى مقياس التدفق.

كيفية تحويل التدفق الكتلي إلى التدفق الحجمي؟

ربما يكون من الضروري في بعض الأحيان تحويل التدفق الكتلي إلى تدفق حجمي. يتم الوصول إلى التحويل بعد استخدام صيغة مباشرة، وتطبيق قيم الكثافة ذات الصلة في المعادلة التالية.

معدل التدفق الحجمي=معدل التدفق الكتلي/الكثافة

وتربط الكثافة معدل التدفق الكتلي بمعدل التدفق الحجمي. والكثافة تتناسب عكسيا مع درجة الحرارة والضغط. أي أن درجات الحرارة المرتفعة تسبب كثافات منخفضة والضغوط العالية تسبب كثافات منخفضة أيضًا. المعدل التدفق الحجمييتم الحصول عليها عن طريق تقسيممعدل التدفق الشاملبواسطة كثافة السوائل. أمعدل التدفق الحجمييختلف مع درجة الحرارة والضغط، في حين أمعدل التدفق الشامليبقى ثابتا عند تغير درجة الحرارة أو الضغط.

تعمل أنظمة قياس التدفق المتكاملة التي تتميز بحلول الأتمتة على تعزيز كفاءة وجودة المنتجات النهائية بشكل كبير. علاوة على ذلك، فإن الضبط الدقيق لمعدلات التدفق والتحليلات في الوقت الفعلي يساهم في التشغيل الأمثل دون أي انقطاع في العملية. تؤثر الطريقة الاستباقية على كل من العمليات المبسطة والتحسينات المستمرة.

باختصار، يعد فهم الفروق الدقيقة في قياسات التدفق الشامل والتدفق الحجمي أمرًا حيويًا لتحسين الأداء في التطبيقات المختلفة. ومن خلال الاستفادة من تقنيات القياس الصحيحة وتبني نقاط القوة في كل نهج، يمكن للمحترفين تحسين عملياتهم وتحقيق قدر أكبر من الدقة في عمليات إدارة السوائل الخاصة بهم.