توضیحات

کاربرد فلو سنجها در آلومینای جاجرم

دردنیای صنعتی امروزی که هر لحظه علم الکترونیک وصنعت نیمه هادی ها روبه پیشرفت می باشد شاهد وارد شدن روز افزون انها در تمام زندگی بشر بوده ومیتوان گفت زندگی بدون استفاده ازانها برای انسان ناممکن شده است . با توجه به پیشرفت علوم کامپیوتر در این دوره ، انجام وکنترلتمام کارها توسط ان به سرعت افزایش یافته و دیگر نیازی به کارطاقت فرسا ونیروی انسانی زیاد ، نمی باشد.

همانطور که در بالا اشاره شد این صنعت خیلی زود درکارخانجات وجاییکه نیروی انسانی دران نقش عمده ای را ایفا می کردوارد شده ودنیا را متحول کرد،اینتحول بنام اتوماسیون صنعتی ثبت گردید.دراتوماسیون صنعتی شاهد دقت بالا ، افزایش تولید ، سرعت بالا ،کاهش نیروی انسانی ،کیفیت مطلوب ،مشکلات کمتر و رفع  سریعتر مشکلات و در نهایت سود اقتصادی بسیار بالا هستیم .

اندازه گیری یکی ازشاخه های مهم درصنعت اتوماسیون بوده که بنام ابزار دقیق درهرکارخانه یا کارگاهی ارائه می شود و بخش دیگر اتوماسیون، کنترل می باشد . علم ابزار دقیق ، اندازه گیری تمام پارامتر های فیزیکی یا شیمیایی یک پروسه  صنعتی در هر لحظه و تبدیل این پارامترها به سیگنالهای الکتریکی قابل قبول برای بخش کنترل می باشد .با ورود این سیگنالها از یک طرف و ورود برنامه های فرایندی به فرم نرم افزار از طرف دیگر به بخش کنترل ارائه خروجی مناسب از ان را شاهد هستیم که این خروجی ها به انواع مختلف سیگنالهای الکتریکی برای کنترل پروسه صنعتی ارسال میگردد..

پارامترهای فیزیکی مانند اندازه گیری فشار ، دما ، فلو ، جابجایی ، دانسیته ‌، ویسکوزیته ، وزن  و غیره و  پارامترهای شیمیایی اندازه گیری مانند شناخت درصد ترکیبات عناصر یا ملکولهای خاصی(مثل کلر موجود در اب واکسیژن موجود در هوا ودرصد اسیدی وبازی سیالات و…….)در مواد و نقاط مختلف می باشد.

در کارخانه الومینای جاجرم انواع مختلفی از سنسورهای ابزار دقیقی از لحاظ نوع پارامتر مورد اندازه گیری ، رنج اندازه گیری ، کاربرد در مکانهای  مختلف ، شرکتهای سازنده ، دقت در اندازه گیری و غیره وجود دارند. عنوان پایان نامه بنده فقط در مورد اندازه گیری فلو در این کارخانه می باشد که این فلو مکن است مربوط به مایعات ،گازها و جامدات باشد .

۱۰۲ صفحه فایل ورد (Word) فونت ۱۴ منابع دارد

پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید

فهرست مطالب

   ۱                                           خلاصه

فصل اول : خلاصه ای از عملکرد واحد های عملیاتی و کاربرد فلو سنجها در آنها

۱-۱-   مقدمه                                                                                               ۴

۱-۲-  بخش یک (واحدهای قرمز)                                                                      ۵

۱-۳-  بخش دو (واحدهای سفید)                                                                       ۷

۱-۴-  بخش سه (واحدهای جانبی)                                                                     ۸

فصل دوم : فلومترهای مغناطیسی   

۲- ۱- اصول کار                                                                                           ۱۱

۲-۱-۱- القای AC و DC                                                                              ۱۳

۲-۱-۲- القاء با دو فرکانس                                                                              ۱۶

۲ – ۲ – ساختار                                                                                            ۱۸

۲-۲-۱- لاینرهای سرامیکی                                                                              ۲۲

۲-۲-۲- مدارات الکترونیکی و هوشمند                                                                ۲۴

۲-۲-۳- ظرفیت ورنج                                                                                     ۲۵

۲ – ۳ – کاربردها                                                                                          ۲۶

۲ – ۴ – نصب                                                                                              ۳۱

۲ – ۵ – مشخصات

-۵-۱- مزیتها                                                                                             ۳۲

 ۲-۵-۲- محدودیتها                                                                                      ۳۴

فصل سوم : فلومترهای هیدروستاتیک

۳-۱- مقدمهای بر اندازه گیری فلو به روش اختلاف فشار                                          ۳۷

۳-۱-۱- تئوری برنولی                                                                                    ۳۷

۳-۱-۲- قانون جذر در جریان سیال                                                                    ۴۲

۳-۲- محاسبه قطر اوریفیس                                                                              ۴۶

۳-۳- ونتوری ها                                                                                           ۴۸

۳-۳-۱- لوله های ونتوری                                                                               ۴۸

۳-۳-۲- نازلهای جریان                                                                                  ۵۰

۳-۳-۳- لوله های جریان                                                                                ۵۱

۳-۴- لوله پیتوت                                                                                          ۵۲

۳-۵- مشخصات صفحه اورفیس                                                                        ۵۴

۳-۶- افت فشار دائمی در سیستم                                                                       ۵۶

۳-۷- اتصال لوله های فشار از المنت اولیه به وسایل اندازه گیری                                 ۵۷

۳-۸- مقایسه لوله ونتوری و صفحه اوریفیس                                                         ۵۹

۳-۹-  وسایل اندازه گیری اختلاف فشار                                                              ۶۰

۳-۹-۱- مدرج کردن جریان سنج                                                                       ۶۰

۳-۹-۲- انواع وسایل اندازه گیری اختلاف فشار                                                      ۶۲

 ۳-۹-۳- اندازه گیری اختلاف فشار به روش الکتریکی                                             ۶۴

پیوستها                                                                                                       ۶۹

منابع                                                                                                          ۷۲

خلاصه انگلیسی

روشهای اندازه گیری فلو بسیار زیاد بوده و فقط از چند روش مذکور در این کارخانه استفاده شده است:

۱-  فلومتر های مغناطیسی

۲-  فلومتر های هیدروستاتیک(ونتوری-اوریفیس – پیتوت )

۳-  فلومتر های توربینی در انواع مختلف .

از این سه روش فقط برای اندازه گیری فلوی سیالات و گازها استفاده می شود وفقط یک روش برای اندازه گیری جامدات عبوری از روی نوار نقاله ها به صورت سیستم توزین می باشد.

این پایان نامه شامل سه بخش اصلی می باشد که در زیر به تفسیر تک تک انها می پردازیم:

بخش اول: شامل توضیحات مختصری در باره سه بخش کارخانه الومینا ( قرمز – سفید- جانبی) بوده و در ضمن تمام واحدهای مر بوط به هر بخش را از لحاظ کارکرد وکاربرد فلو سنج ها در ان تشریح می کنم .

بخش دوم: بعلت کثرت استفاده از فلومتر مغناطیسی در این کارخانه فقط به توضیح و تفسیر کامل این تجهیز پرداخته و در این اصول کار- ساختار- کاربردها- مزیتها – معایب  می پر دازیم.

بخش سوم :در بخش سوم این پایان نامه نیز به دلیل بالا تشریح کامل فلومتر های هیدروستاتیکی را در نظر گرفته و با ارائه قانون برنولی واستفاده از ان در این فلومتر به تشریح تک تک فلومتر ها ی اوریفیس ونتوری وپیتوت می پردازیم .

بعلت کثرت مطالب از تحقیق در باره فلومتر های تور بینی و مسی و سیستمهای توزین خودداری کرده، بخش یک به محلهایی که این تجهیزات  در آنها  استفاده  شده است را یاد آور میشود .

فصل اول

خلاصه ای از عملکرد واحدهای عملیاتی و کاربرد فلوسنجها در انها

۱-۱- مقدمه

    در کارخانه الومینای جاجرم انواع مختلفی از سنسورهای ابزار دقیقی مختلف ازلحاظ پارامترها ورنج  مورد اندازه گیری ، شرکتهای سازنده ، دقت مورد اندازه گیری وغیره بکاررفته است که بنده بنا بعنوان پروژه تحقیقاتی خود اندازه گیرهای  فلو را  انتخاب کرده ام.

 فلو میزان مواد عبوری ازخط(گاز، سیال ، جامد‌‌ )درواحد زمان می باشدکه این خطوط ممکن است خط

لوله یا نوار نقاله در رنجهای مختلف و با اشکال مختلف باشد.فلو را به تعبیر دیگرمیتوان همانند جریان

الکتریکی عبوری از یک سیم در نظرگرفت همانطورکه برای اندازه گیری جریان الکتریکی روشهای مختلف (از لحاظ رنج ودقت) وجود دارد دراندازه گیری فلو مواد نیز روشهای زیادی وجود دارد که به شرایط مختلفی وابسته است.

شرایط استفاده از انواع مختلف این فلو مترها به قرار زیر می باشد.

۱- محل نصب در کارخانه که بسته به جنس مواد مصرفی در ساخت فلومتر دارد.

 ۲-رنج اندازه گیری (نسبت میزان فلو در خط).

۳-ارزش اقتصادی ماده مورد اندازه گیری .

۴-دقت مورد نیاز برای ایجاد کنترل کیفیت مناسب در پروسه های بعد از فلومتر.

۵-قیمت اقتصادی انهادر کاربرد مورد نظر .

۶- تعمیر و نگهداری اسان با عمر مفید .

۷-ارائه سیگنال  الکتریکی متناسب با تجهیزات کنترلی .

مثلآدریک مثال بسیارکوچک درکوره های حرارتی باید میزان درجه حرارت تولیدی متناسب با ماده گرم شونده باشد وبرای این نیز میزان مصرف سوخت با هوای احتراق و گرمای تولیدی تناسب دارد و اندازه گیری سوخت وهوا توسط فلومترها صورت می گیرد حال اگر در اثرخرابی  فلومترها (عدم  فلومتر) هوای اضافی وارد سیستم شود برای رسیدن به دمای  مورد نظر باید سوخت  بیشتری وارد کوره  شود ودرنهایت چیزی جزگرم کردن هوای اضافی وهدررفتن سوخت و ضرر اقتصادی نصیب ما نخواهد شد.

ازمورد بالا ما درمی یابیم که تمام تجهیزات اندازه گیری بسیارمهم بوده و دررشد اقتصادی کشوربسیار

مؤثر می باشد.

۱-۲- بخش یک (واحدهای قرمز )

   در این بخش بنده به توضیحات بسیارمختصری درباره واحدهای عملیاتی بخش یک پرداخته، وجود یا عدم وجود فلومترها ونقش انها را درواحدهای مربوط به این بخش تشریح خواهم کرد.دراین واحدها بیشتر خردایش بوکسیت، اهک  و مخلوط  کردن  انها با اب وسود و تهیه دوغاب بوکسیت ودرنهایت انحلال اکسید الومینیوم دردوغاب انجام می پذیرد  و نگاه مختصری به این اعمال همراه با فلوسنجهای کاربردی دراین بخش کرده وبه اهمیت این تجهیزات در صنعت پی خواهیم برد .

    ابتدا درواحد ۰۱ سنگ بوکسیت انتقال داده شده توسط کامیون ازمعادن همجوارتوسط سنگ شکنهای  فکی و چکشی خرد می گردد و ابعاد ریزتراز ۲۰میکرو توسط نوار نقاله به قسمت هموژنیزاسیون و انبار

بوکسیت در واحد ۰۲ انتقال می یابددر ورودی واحد ۰۲ مقدار بوکسیت توسط یک سیستم توزین بر حسب تن بر ساعت اندازه گیری شده واین سیستم درزیرنوارنقاله نصب گردیده وفلوی مواد جامدرا اندازه می گیرد و بعد از هموژنیزاسیون دوباره در همان واحد برای ارسال به واحد ۰۸انبار می شود ……

………………………..

      ۱-  flow  nozzle

ودرصنعت کاربرد چندانی ندارد و سایزهای ساخت این وسیله از  ۴  اینچ تا  ۴۸ اینچ میباشد و برای مواد ذکر شده در لوله ونتوری قابل استفاده خواهد بود . رنج دقت این تجهیز بسته به ساخت آن  از ۰٫۵ ±  تا  ۳ ±   درصد  رنج کلی تجهیز میباشد .

۳-۳-۳- لوله های جریان^۱

نوع سوم از انواع ونتوری بوده و عملکردی شبیه به ان دارد ودر انواع مختلفی مانند شکل ۳-۵ زیر ساخته میشود .

شکل (۳-۵) –  انواع مختلف لوله های جریان

۱- flow tubes

۳-۴- لوله پیتوت  

   به منظور اندازه گیری شدت جریان بطور تقریبی ودر مکانهای خاص ویا اندازه گیری  موقت ویا در جائیکه نصب صفحه اوریفیس میسر نباشد از لوله پیتوت  استفاده می شود . اساس کار لوله پیتوت باین ترتیب است که چنانچه لوله ای را بطور عمود برجریان در مسیر عبور سیالی قرار دهیم ودر انتهای این لوله سوراخی تعبیه کنیم که در مقابل جهت جریان واقع شود در این صورت آن قسمت از سیال که از این دهانه وارد لوله می شود بحال سکون در امده و در نتیجه انرژی حرکتی آن تبدیل به انرژی فشاری می گردد و بنابراین فشار درون لوله پیتوت بیشتر از فشار سیال در مسیر اصلی خواهد بود . این افزایش فشارکه مربوط به تبدیل انرژی سرعتی به انرژی فشاری مباشد با مجذور سرعت سیال متناسب است .

اختلاف فشاردرون لوله پیتوت ولوله اصلی را با یک وسیله سنجش اختلاف فشار اندازه میگیرند.

    مشکل اساسی در لوله پیتوت این است که چون سرعت مایعات معمولآ محدود می باشد لذا فشار حاصله از تبدیل انرژی سرعتی به انرژی فشاری کوچک خواهد بود و اندازه گیری ان دقت کافی را ندارد . بهمین علت از لوله پیتوت در اندازه گیری جریان تقریبی وموقتی استفاده می کنند .

     مشکل دوم این است که لوله پیتوت سرعت یک نقطه جریان را اندازه میگیرد و حتی اگر سرعت سیال را در چند نقطه از قطر لوله اصلی اندازه گرفته و سرعت متوسط را محاسبه کنیم باز این سرعت متوسط نماینده سرعت واقعی جریان سیال نخواهد بود .

در رابطه های گذشته دیدیم که:h = (P₁/W) –(P₂/W) = (V₂²/2g) – (V₁²/2g)                   چون در لوله پیتوت  سرعت V₂صفر است بنابراین :h = -V₁²/2g                                       علامت منفی نشان می دهد که در این مورد فشار افزایش پیدا کرده است یا ازدیاد فشار زیادبرابراست:    h =V₁²/2g   یاV₁=√۲gh

لوله پیتوت به دو صورت ساخته می شود :

   نوع اول بصورت لوله ایست که یک انتهای ان با زاویه ۹۰ در جه خم شده که در لوله اصلی در مسیر

جریان سیال قرار میگیرد.دهانه لوله پیتوت  بسمت جهت جریان یا بعبارتی در مقابل جهت جریان است وقتی از این نوع استفاده  شود اتصال دیگری بر روی بدنه لوله اصلی وقبل از محل لوله پیتوت بایستی تعبیه گردد . شکل۳-۶ بیانگر واقعیت بالا میباشد .

شکل (۳-۶)- لوله پیتوت با یک ورودی

    لازم به تذکر است ک هدر مورد لوله پیتوت , اتصال روی لوله اصلی معرف فشار کم واتصال  لوله پیتوت معرف فشار زیاد است .

نوع دوم بنحوی ساخته میشود که دو لوله  انتقال فشار درون یکدیگر قرار دارند لوله داخلی انتهایش باز است که در مقابل جهت جریان قرار دارد . ولوله خارجی انتهایش بسته است یا در بدنه آن سوراخهائی تعبیه شده که در مسیر جریان واقع  میشود باین ترتیب فشار لوله داخلی عبارت خواهد بود:  از فشار مایع باضافه فشار حاصل از تغییر انرژی سرعتی ولی فشار لوله خارجی همان فشار سیال خواهد بود نوع دوم در شکل ۳-۷ نشان داده شده است .

   رنج لوله های مورد نصب روی آنها از ۲ اینچ تا  اندازه نامحدود میباشد  و اغلب آنها از جنس استیل واستنلس استیل است .

   دقت اندازه گیری این تجهیز بین ۰٫۵ تا ۵ در صد فول اسکیل میباشد و قابلیت اندازه گیری مایعات و گازها و بخار را دارد .

   دمای کاری آنها برای نوع استیل تا ۳۹۹ درجه سانتی گراد وبرای نوع استنلس استیل آن تا ۴۵۴ درجه سانتی گراد میباشد .

شکل ( ۳-۷) – پیتوت نوع دوم

۳-۵- مشخصات صحفه اوریفیس