پارشال فلوم چیست؟

---

پارشال فلوم (Parshall Flume)، نوعی از فلوم است که اکثرا در اندازه گیری دبی آب در کانال‌های باز استفاده می‌شود.

سازه پارشال فلوم توسط دکتر رالف پارشال در دهه 1920 اختراع و از همان زمان مورد استقبال عمومی قرار گرفت.

شاید سوالاتی مانند:

• – سازه پارشال فلوم چیست؟
• – پارشال فلوم فاضلاب و اندازه گیری آب کدام است؟
• – قیمت فلومتر پارشال فلوم چند است؟

داشته باشید.

در این مقاله با پرداختن به مباحث زیر، به سوالات شما پاسخ می‌دهیم و با پیشنهاد تخصصی دبی‌سنج‌های مناسب اندازه گیری جریان آب، شما را از مطالعه منابع دیگر بی‌نیاز می‌کنیم.

تاریخچه و کاربرد

پارشال فلوم در دهه 1920 در شرکت سرویس حفاظت از خاک توسط دکتر رالف پارشال (شکل 1) توسعه یافت و برای غلبه بر محدودیت‌های دستگاه‌های آن زمان برای اندازه‌گیری دبی آب مورد استفاده قرار گرفت.

با گذشت زمان، کاربردهای پارشال فلوم در طیفی از اندازه‌گیری‌های جریان سیالات و به خصوص آب گسترده شد.

متداول‌ترین سازه­‌های اندازه­‌گیری جریان در کانال باز شامل سرريزها، روزنه‌ها، فلوم‌­ها و … می‌­باشند.

سرريزها، مثل سرریز وی ناچ ساده‌ترين وسايل اندازه‌گيري هستند و نسبت به ساير سازه‌­ها عموميت بيشتري دارند.

از سازه پارشال فلوم اما مي‌توان در مواقعي كه:

• – دقت اندازه‌گيری بيشتری لازم است
• – و يا اينكه شرايط توپوگرافي اجازه نصب سرريز را نمي‌دهد،

استفاده كرد.

ساختار پارشال فلوم

پارشال فلوم در واقع یک سازه با قسمت‌های مخروطی است که جریان سیال از میان آن عبور می‌کند:

• – قسمت بالایی با قطر بزرگتر، به نام قسمت ورودی (inlet) است و
• – قسمت پایینی آن با قطر کوچکتر، به نام قسمت خروجی (outlet) شناخته می‌شود؛ قطر قسمت خروجی به طور معمول حدود 0.6 قطر قسمت ورودی است.
• – گلوگاه ،فاصله بین این دو قسمت، سطحی با عرض کمتر و شیب‌دار است به طوری که سطح خروجی ارتفاع کمتری از سطح ورودی دارد.

همانطور که در (شکل 2) می‌بینید، جریان سیال در پارشال فلوم‌ها پس از ورود از inlet وارد گلوگاه شده که دیواره ها تنگ‌تر و به هم نزدیک ترند.

در اثر این محدودیت و شیبدار شدن سطح فلوم افزایشِ سرعت رخ می‌دهد و جریان آرام زیرِبحرانی (با عدد فرود کمتر از یک) به جریان فوق بحرانی (عدد فرود بیشتر از یک) تبدیل می‌شود.

به این ترتیب رابطه مشخصی بین ارتفاع سیال در فلوم و دبی آن رخ می‌دهد.

رابطه محاسبه دبی در پارشال فلوم

*معادلات زیر همه در فلومترهای اولتراسونیک و راداری شرکت آب‌سنج مهر به طور پیش فرض ذخیره شده اند و نیازی به محاسبه جداگانه نیست.

تا اینجا دانستیم که پارشال فلوم چیست؛ معادله محاسبه دبی جریان سیال در سازه پارشال فلوم به شکل زیر است:

Q = k × H^5/2

در این معادله:

Q: دبی جریان سیال (متر مکعب بر ثانیه)

H: ارتفاع سیال بالای قسمت خروجی پارشال فلوم نسبت به انتهای سازه (برحسب متر)

k: ضریب معادله، که به شکل زیر تعریف می‌شود:

k = C × W × √2g

برای این معادله داریم:

C: ضریب جریان پارشال فلوم، که رابطه ریاضی آن به صورت زیر است:

C = (0.987 − 0.00016) L

L: طول قسمت ورودی پارشال فلوم (متر)

W: عرض قسمت خروجی پارشال فلوم (متر)

g: شتاب جاذبه (9.81 متر بر مربع بر ثانیه)

با توجه به این معادله، برای اندازه گیری دبی جریان با استفاده از سازه پارشال فلوم:

• – ابتدا باید ارتفاع سطح بالای قسمت خروجی پارشال فلوم را اندازه گیری کرد؛
• – با استفاده از طول و عرض قسمت‌های ورودی و خروجی پارشال فلوم، ضریب C محاسبه می‌شود.
• – سپس با استفاده از این ضریب و ارتفاع سطح بالای قسمت خروجی، می‌توان دبی جریان سیال را با استفاده از معادله اول محاسبه کرد.

فلومتر اندازه گیری جریان پارشال فلوم

برای اندازه‌گیری ارتفاع سطح بالای قسمت خروجی پارشال فلوم و سپس محاسبه دبی با معادلات ذکر شده، می‌توان از سنسورهایی مانند فلومترهای راداری یا فلومتر‌های اولتراسونیک غیرتماسی استفاده کرد.

نحوه محسابه دبی توسط فلومتر‌ها

سنسورهای این دبی‌سنج‌ها در نزدیکی خروجی سازه پارشال فلوم نصب شده، امواج اولتراسونیک از سنسورها به سمت سطح سیال فرستاده می‌شوند و بعد از برخورد با سطح به سنسورها بازمی‌گردند.

با توجه به زمان بازگشت این امواج (زمان پرواز)، سنسورها قادر به تشخیص ارتفاع سطح سیال در سازه پارشال فلوم هستند و فلومترها با استفاده از مقادیر ارتفاع، ضرایب و معادلاتِ پارشال فلوم، دبی جریان را محاسبه می‌کنند.

لینک‌های مرتبط

همانطور که گفته شد، پارشال فلوم سازه اندازه‌گیری و کنترل جریان آب است. برای آشنایی بیشتر با سازه‌ها و فلومتر‌های اندازه‌گیری جریان سیالات میتوانید به لینک‌های زیر سر بزنید:

دبی سنجی کانال های باز

در این مقاله به کلیات دبی‌سنجی در کانال‌های باز و بهترین فلومتر کانال باز پرداخته ایم. در صورت نیاز می‌توانید با مطالعه این مطلب مفید، در انتخاب فلومتر کانال باز بهترین تصمیم را بگیرید:

سرریز وی ناچ چیست؟

در این مقاله به معرفی و بررسی تخصصی سرریز وی ناچ پرداخته‌ایم. می‌توانید با مطالعه آن و ارتباط با متخصصین شرکت آب‌سنج مهر بهترین تصمیم را در انتخاب سازه اندازه‌گیری جریان آب بگیرید: