শিল্প প্রক্রিয়াকরণে, দক্ষতা বাড়ানো, নিরাপত্তা নিশ্চিত করা এবং পণ্যের গুণমান বজায় রাখার জন্য সঠিক প্রবাহ পরিমাপ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই ক্ষেত্রে দুটি প্রধান খেলোয়াড় হল ভর্টেক্স ফ্লো মিটার এবং উচ্চ চাপ ফ্লো মিটার, উভয়ই তরল গতিবিদ্যার নির্দিষ্ট চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এই নির্দেশিকা তাদের কার্যকারিতা, বৈশিষ্ট্য, অ্যাপ্লিকেশন এবং কীভাবে তারা আধুনিক শিল্প পরিচালনায় অবদান রাখে তা নিয়ে আলোচনা করে।  

ভর্টেক্স ফ্লো মিটার কি?  

ভর্টেক্স ফ্লো মিটার হল ভলিউমেট্রিক ফ্লো পরিমাপক যন্ত্র, যা **ভর্টেক্স শেডিং** নামে পরিচিত একটি প্রাকৃতিক তরল গতিবিদ্যাগত ঘটনার উপর ভিত্তি করে তৈরি। ২০ শতকের গোড়ার দিকে থিওডর ভন কারমান আবিষ্কার করেন যে, যখন কোনো তরল একটি নন-স্ট্রিমলাইনড বস্তুর (একটি ব্লফ বডি) চারপাশে প্রবাহিত হয়, তখন এই ঘটনা ঘটে। ব্লফ বডির পাশ দিয়ে যাওয়ার সময় তরলটি উভয় পাশে আলাদা হয়ে যায়, যা ঘূর্ণায়মান ভর্টেক্স (এডি) তৈরি করে যা নিচে প্রবাহিত হয়। এই ভর্টেক্সগুলির কম্পাঙ্ক সরাসরি তরলের বেগের সমানুপাতিক, যা প্রবাহের হারের নির্ভরযোগ্য সূচক তৈরি করে।  

 ভর্টেক্স ফ্লো মিটার কীভাবে কাজ করে  

একটি সাধারণ ভর্টেক্স ফ্লো মিটারের তিনটি মূল উপাদান রয়েছে:  
- ব্লফ বডি**: একটি স্থির, নন-স্ট্রিমলাইনড কাঠামো (বর্গক্ষেত্র, আয়তক্ষেত্রাকার বা ট্র্যাপিজয়েডাল আকারে) যা ভর্টেক্স শেডিং তৈরি করতে তরলের পথে স্থাপন করা হয়। এর নকশা প্রবাহের হার নির্বিশেষে ধারাবাহিক ভর্টেক্স গঠন নিশ্চিত করে।  
- ভর্টেক্স সেন্সর**: শেডিং ভর্টেক্সের কারণে সৃষ্ট চাপের ওঠানামা সনাক্ত করে। আধুনিক মিটারগুলি পাইজোইলেকট্রিক বা ক্যাপাসিট্যান্স সেন্সর ব্যবহার করে, যা চাপের পরিবর্তনকে ভর্টেক্স ফ্রিকোয়েন্সির সাথে মিলে যাওয়া বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে।  
- ট্রান্সমিটার ইলেকট্রনিক্স**: প্রবাহের হার গণনা করতে সেন্সর সংকেত প্রক্রিয়া করে। উন্নত “স্মার্ট” ট্রান্সমিটারগুলিতে মাইক্রোপ্রসেসর অন্তর্ভুক্ত থাকে যা তাপীয় প্রসারণ, পাইপের আকারের অমিল এবং কম রেনল্ডস সংখ্যার প্রভাবের মতো বিষয়গুলি সংশোধন করে, যা নির্ভুলতা বাড়ায়।  

ভর্টেক্স ফ্রিকোয়েন্সি (f) এবং প্রবাহের বেগ (v)-এর মধ্যে সম্পর্ক কারমান ভর্টেক্স স্ট্রিট নীতি অনুসরণ করে: ( f = St গুণ v / d ), যেখানে ( St ) হল স্ট্রোহাল সংখ্যা (ব্লফ বডির জন্য একটি ধ্রুবক) এবং ( d ) হল ব্লফ বডির প্রস্থ। এই সূত্রটি মিটারটিকে ফ্রিকোয়েন্সিকে একটি পরিমাপযোগ্য প্রবাহের হারে রূপান্তর করতে দেয়।  

 প্রধান বৈশিষ্ট্য এবং সুবিধা  

ভর্টেক্স ফ্লো মিটার তাদের বহুমুখীতা এবং নির্ভরযোগ্যতার জন্য পরিচিত, যা বেশ কয়েকটি সুবিধা প্রদান করে:  
- কোনো চলমান অংশ নেই**: টারবাইন বা পজিটিভ ডিসপ্লেসমেন্ট মিটারের মতো, এগুলিতে কোনো ঘূর্ণায়মান উপাদান নেই, যা পরিধান, রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজনীয়তা এবং ব্যর্থতার ঝুঁকি হ্রাস করে।  
- বিস্তৃত মাধ্যম সামঞ্জস্যতা**: বাষ্প, গ্যাস এবং তরল পরিমাপের জন্য উপযুক্ত, আক্রমনাত্মক বা উচ্চ-তাপমাত্রার তরল সহ, 316 স্টেইনলেস স্টিল বা হ্যাসটে alloy-এর মতো উপকরণগুলির কারণে।  
- খরচ-কার্যকারিতা**: সাধারণ ডিজাইন প্রাথমিক এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচ কমিয়ে দেয়, যা ৬ ইঞ্চির কম ব্যাসের পাইপের জন্য ছিদ্রযুক্ত মিটারের সাথে প্রতিযোগিতামূলক করে তোলে।  
- স্মার্ট ক্ষমতা**: আধুনিক “বুদ্ধিমান” ভর্টেক্স মিটারগুলিতে ডায়াগনস্টিক্স, তাপমাত্রা/চাপ ক্ষতিপূরণ এবং ডিজিটাল আউটপুট (যেমন, ইথারনেট) অন্তর্ভুক্ত থাকে, যা ইন্ডাস্ট্রি ৪.০ ইন্টিগ্রেশন সমর্থন করে।  

তাদের নির্ভুলতা সাধারণত ৩০,০০০-এর বেশি রেনল্ডস সংখ্যার জন্য হারের ±০.৫% থেকে ±১% পর্যন্ত থাকে, যার রেঞ্জযোগ্যতা গ্যাস এবং বাষ্পের জন্য ২০:১ পর্যন্ত থাকে—স্থিতিশীল, উচ্চ-বেগের প্রবাহের জন্য আদর্শ।  

অ্যাপ্লিকেশন এবং সীমাবদ্ধতা  

ভর্টেক্স ফ্লো মিটার পাওয়ার জেনারেশন, রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ এবং শক্তি শিল্পের মতো শিল্পে ভালো কাজ করে, যেখানে তারা বাষ্পের প্রবাহ, গ্যাস পাইপলাইন এবং কম সান্দ্রতাযুক্ত তরল নিরীক্ষণ করে। তবে তাদের কিছু সীমাবদ্ধতা রয়েছে:  
- **সান্দ্রতা সংবেদনশীলতা**: ৩০ সেন্টিপয়েজের বেশি তরলের (যেমন, ভারী তেল) সাথে দুর্বল কর্মক্ষমতা, কারণ ভর্টেক্সের স্বচ্ছতা হ্রাস পায়।  
- **কম-প্রবাহের চ্যালেঞ্জ**: ১০,০০০-এর নিচে রেনল্ডস সংখ্যা হলে, নির্ভুলতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায় এবং মিটারগুলি ত্রুটি এড়াতে আউটপুট “বন্ধ” করতে পারে।  
- **ফাউলিং ঝুঁকি**: স্লারি বা কোটিং তরল ব্লফ বডির আকার পরিবর্তন করতে পারে, যা ক্রমাঙ্কন (K-গুণক) পরিবর্তন করে।  

এগুলি সত্ত্বেও, তাদের স্থায়িত্ব এবং কম রক্ষণাবেক্ষণ তাদের শিল্প প্রবাহ পরিমাপের ক্ষেত্রে প্রধান করে তোলে।  

 উচ্চ চাপ ফ্লো মিটার: ডিজাইন এবং কার্যকারিতা  

উচ্চ চাপ ফ্লো মিটার হল বিশেষায়িত ডিভাইস যা চরম চাপে কাজ করা সিস্টেমে তরল প্রবাহ পরিমাপ করার জন্য তৈরি করা হয়েছে—প্রায়শই ১,০০০ psi-এর বেশি এবং ১৫,০০০ psi বা তার বেশি পর্যন্ত পৌঁছায়। এই পরিবেশগুলি তেল ও গ্যাস ড্রিলিং, অফশোর প্ল্যাটফর্ম, রাসায়নিক রিঅ্যাক্টর এবং উচ্চ-চাপের জলবাহী সিস্টেমে সাধারণ, যেখানে স্ট্যান্ডার্ড মিটার ফুটো, উপাদানের ক্লান্তি বা কাঠামোগত ক্ষতির কারণে ব্যর্থ হবে।  

 গুরুত্বপূর্ণ ডিজাইন বিবেচনা  

উচ্চ চাপ ফ্লো মিটারগুলি নিম্নলিখিতগুলির মাধ্যমে দৃঢ়তা এবং নিরাপত্তাকে অগ্রাধিকার দেয়:  
- **চাপ-প্রতিরোধী উপকরণ**: হাউজিং এবং উপাদানগুলি উচ্চ-শক্তির খাদ (যেমন, ইনকোনেল, মোনেল) বা শক্তিশালী স্টেইনলেস স্টিল ব্যবহার করে যা বিকৃতি ছাড়াই চরম চাপ সহ্য করতে পারে।  
- **সিলিং প্রযুক্তি**: উন্নত গ্যাসকেট, ঝালাই করা জয়েন্ট বা মেটাল-টু-মেটাল সিল ফুটো প্রতিরোধ করে, এমনকি চাপের স্পাইকের মধ্যেও তরল ধারণ নিশ্চিত করে।  
- **সেন্সর সুরক্ষা**: অভ্যন্তরীণ সেন্সরগুলি সরাসরি উচ্চ-চাপের প্রভাব থেকে সুরক্ষিত থাকে, প্রায়শই ডায়াফ্রাম বা কৈশিক সিস্টেম ব্যবহার করে যা পরোক্ষভাবে চাপ প্রেরণ করে।  

উচ্চ-চাপের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য প্রায়শই ভর্টেক্স ফ্লো মিটারগুলি ব্যবহার করা হয়, কারণ তাদের সাধারণ, অনমনীয় ডিজাইন (কোনো চলমান অংশ নেই) ফুটো হওয়ার সম্ভাবনা কমিয়ে দেয়। উদাহরণস্বরূপ, E+H Proline Prowirl F 200-এর মতো মডেলগুলি উচ্চ-চাপের বাষ্প এবং গ্যাস প্রবাহ পরিচালনা করতে পারে, যা বিল্ট-ইন চাপ ক্ষতিপূরণ সহ, যা চাহিদাপূর্ণ পরিস্থিতিতে নির্ভুলতা নিশ্চিত করে।  

 উচ্চ চাপ ফ্লো মিটারের অ্যাপ্লিকেশন  

উচ্চ চাপ ফ্লো মিটারগুলি এমন শিল্পগুলিতে অপরিহার্য যেখানে তরলগুলি তীব্র চাপের মধ্যে পরিবহন বা প্রক্রিয়া করা হয়:  
- **তেল ও গ্যাস**: উচ্চ-চাপের পাইপলাইন, ওয়েলহেড চোকস এবং জলবাহী ফ্র্যাকচারিং অপারেশনে অপরিশোধিত তেলের প্রবাহ পরিমাপ করা।  
- **রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ**: রিঅ্যাক্টর বা সুপার ক্রিটিক্যাল ফ্লুইড এক্সট্রাকশন সিস্টেমে উচ্চ-চাপের প্রতিক্রিয়া নিরীক্ষণ করা।  
- **বিদ্যুৎ উৎপাদন**: টারবাইন সিস্টেমে বা বয়লার ফিডওয়াটার লাইনে উচ্চ-চাপের বাষ্পের প্রবাহ ট্র্যাক করা।  
- **মহাকাশ ও প্রতিরক্ষা**: বিমানের জলবাহী সিস্টেম বা ক্ষেপণাস্ত্রের প্রপালশন লাইন পরীক্ষা করা।  

এই পরিস্থিতিতে, নির্ভরযোগ্যতা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ—এমনকি সামান্য ভুল বা ব্যর্থতা নিরাপত্তা ঝুঁকি, উৎপাদন বন্ধ বা পরিবেশগত ঝুঁকির কারণ হতে পারে।  

 উচ্চ-চাপ পরিবেশে ভর্টেক্স মিটার  

ভর্টেক্স ফ্লো মিটারগুলি তাদের কঠোর অবস্থার সাথে সামঞ্জস্যের কারণে উচ্চ-চাপের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ক্রমবর্ধমানভাবে নির্বাচিত হচ্ছে। এই প্রসঙ্গে তাদের সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে:  
- কাঠামোগত অখণ্ডতা**: ব্লফ বডি এবং সেন্সর অ্যাসেম্বলির অনমনীয় ডিজাইন চাপ-প্ররোচিত চাপকে প্রতিরোধ করে, ক্রমাঙ্কন স্থিতিশীলতা বজায় রাখে।  
- কম চাপ হ্রাস**: ছিদ্রযুক্ত প্লেটের তুলনায়, ভর্টেক্স মিটারগুলি ন্যূনতম চাপ হ্রাস ঘটায় (প্রায় দুটি বেগ হেড), যা উচ্চ-চাপের সিস্টেমে শক্তি অপচয় কমায়।  
- স্মার্ট ক্ষতিপূরণ**: উন্নত মডেলগুলি রিয়েল টাইমে চাপ এবং তাপমাত্রার ওঠানামার জন্য সমন্বয় করে, যা উচ্চ-চাপের গ্যাস এবং বাষ্পের জন্য গুরুত্বপূর্ণ যেখানে ঘনত্বের পরিবর্তন হয় চাপের সাথে।  

উদাহরণস্বরূপ, E+H Proline Prowirl F 200, একটি মাল্টিভেরিয়েবল ভর্টেক্স মিটার, অন্তর্নির্মিত চাপ এবং তাপমাত্রা সেন্সরগুলির সাথে ভর্টেক্স ফ্রিকোয়েন্সি ডেটা একত্রিত করে উচ্চ-চাপের সুপারহিটেড বাষ্পের জন্য ±১.৫% নির্ভুলতা প্রদান করে—আলাদা ট্রান্সমিটারের প্রয়োজনীয়তা দূর করে।  

 সঠিক মিটার নির্বাচন: ভর্টেক্স বনাম উচ্চ চাপ বিশেষজ্ঞ  

ভর্টেক্স ফ্লো মিটার এবং ডেডিকেটেড উচ্চ চাপ ফ্লো মিটারের মধ্যে নির্বাচন করার সময়, নিম্নলিখিত বিষয়গুলো বিবেচনা করুন:  
- চাপ প্রয়োজনীয়তা**: ১,০০০ psi-এর বেশি সিস্টেমের জন্য, প্রত্যয়িত চাপ প্রতিরোধের সাথে উচ্চ চাপ-রেটেড মিটারকে অগ্রাধিকার দিন।  
- তরলের প্রকার**: ভর্টেক্স মিটার পরিষ্কার, কম সান্দ্রতাযুক্ত তরল এবং বাষ্পের জন্য ভালো কাজ করে, যেখানে উচ্চ-চাপের পজিটিভ ডিসপ্লেসমেন্ট মিটার সান্দ্র বা ঘষিয়া তুলিয়া ফেলার তরলের জন্য উপযুক্ত হতে পারে।  
- নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা**: চাপ/তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ সহ স্মার্ট ভর্টেক্স মিটারগুলি উচ্চ-চাপের গ্যাস/বাষ্পের জন্য আদর্শ, যেখানে ঘনত্বের পরিবর্তনগুলি প্রবাহের গণনার উপর প্রভাব ফেলে।  

উপসংহার  

ভর্টেক্স ফ্লো মিটার এবং উচ্চ চাপ ফ্লো মিটার শিল্প প্রবাহ পরিমাপে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ভর্টেক্স মিটার, তাদের ভর্টেক্স শেডিং প্রযুক্তির সাথে, বিস্তৃত তরলের জন্য নির্ভরযোগ্যতা এবং খরচ-কার্যকারিতা প্রদান করে, যেখানে উচ্চ চাপ মিটার চরম চাপ পরিবেশে নিরাপত্তা এবং নির্ভুলতা নিশ্চিত করে। তাদের নীতি, বৈশিষ্ট্য এবং অ্যাপ্লিকেশনগুলি বোঝার মাধ্যমে, প্রকৌশলীগণ বিভিন্ন শিল্প সেটিংসে প্রক্রিয়াগুলি অপ্টিমাইজ করতে, খরচ কমাতে এবং সম্মতি বজায় রাখতে সঠিক সরঞ্জাম নির্বাচন করতে পারেন।  

একটি পাওয়ার প্ল্যান্টে বাষ্প নিরীক্ষণ করা হোক বা একটি পাইপলাইনে উচ্চ-চাপের তেল, এই মিটারগুলি তরল গতিবিদ্যাকে কার্যকরী ডেটাতে পরিণত করার জন্য অপরিহার্য—আধুনিক শিল্পে দক্ষতা এবং উদ্ভাবন চালিত করে।

Proline Prowirl F 200 vortex flowmeter

সুবিধা
সহজ শক্তি ব্যবস্থাপনা – বাষ্প এবং গ্যাসের জন্য সমন্বিত তাপমাত্রা এবং চাপ পরিমাপ

নির্ভরযোগ্য, সুরক্ষিত পরিমাপ প্রযুক্তি – আন্তর্জাতিক ভর্টেক্স স্ট্যান্ডার্ড ISO 12764 মেনে চলা

Re 10 000 পর্যন্ত একই নির্ভুলতা – সবচেয়ে লিনিয়ার ভর্টেক্স মিটার বডি

দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা – শক্তিশালী, ড্রিফট-মুক্ত ক্যাপাসিটিভ সেন্সর

সুবিধাজনক ডিভাইস ওয়্যারিং – আলাদা সংযোগের বগি, বিভিন্ন ইথারনেট বিকল্প

নিরাপদ অপারেশন – ডিভাইস খোলার প্রয়োজন নেই

সমন্বিত যাচাইকরণ – হার্টবিট প্রযুক্তি