Áramlásmérő távadók UHF, ORIFICE, OTHERS

Átírás

1 Áramlásmérő távadók UHF, ORIFICE, OTHERS

2 Ultrahangos térfogatáram mérő Felépítés:

3 Ultrahangos térfogatáram mérő Működése: Θ V cosθ = V C = C + V Θ C = C V cosθ cosθ V i = V

4 Sebességi egyenletek: Mérőegyenlet Q = V A i = V i D 2 4 π m s 3 Q = 3600V A i = 3600V i D 2 4 π m h 3

5 Áramlásmérés mérőperemmel MSZ ISO 5167 szerint Az ISO 5167 nemzetközi szabvány e része a mérőperemek, mérőtorok és Venturi csövek geometriai kialakítását és alkalmazásuk módját (beépítési és használati feltételeiket) határozza meg, azokban az esetekben, amikor ezeket az eszközöket áramló közegek folyadékáramának meghatározására építik be, olyan csővezetékbe, amelyet az áramló közeg teljes keresztmetszetében kitölt. A szabvány tartalmazza továbbá mindazokat az adatokat, amelyek szükségesek a folyadékáram és annak bizonytalanságához is.

6 Áramlástani összefoglaló I. Hidraulikus átmérő: A: az áramlási keresztmetszet U: a nedvesített részek hossza b+c+d Hengeres cső esetén a hidraulikus átmérő éppen a cső D átmérőjével egyezik meg.

7 Áramlástechnikai alapegyenletek A Reynolds szám jelentése és értéke v=az áramló anyag sebessége, D=geometriai méret, ν=kinematikai viszkozitás=η/ρ. vd Re = = D υ Tehetetlenségierő Belsősúrlódásierő

8 Áramlási profilok és a Reynolds szám

9 Az áramlási profilok szerepe a mérésnél

10 Gázok térfogatárama Mérőperem és társai Torlócső Rotaméter Céltáblás mérő Q v = f ( Δp, ΔA, ΔF L) T p p 1 0 T 0 T 1 1 K

11 Áramlásmérés mérőperemmel

12 Működési alapelvek Kontinuitási egyenlet 1 v1 A ρ 1 2 v2a2 ρ = Bernoulli egyenlet Ideális mérőegyenlet v 2 p + + gz 2 = ρ állandó q q v m = = v q 2 v A 2 ρ = = konst. konst. Δ p ρ Δ p ρ

13 A mérőperem és a mérőegyenlet jellemzői I. d a mérőperem átömlő nyílásának átmérője üzemi hőmérsékleten mm, D a mérőperemet megelőző cső belső átmérője üzemi hőmérsékleten mm, 2 2 m szűkítési viszony, m= ( d/ D) = β p 1 a gáz abszolút nyomása a mérőperem előtt, bara p 2 a gáz abszolút nyomása a mérőperem után, bara

14 A mérőperem és a mérőegyenlet jellemzői II. Δ p mérőnyomás (hatónyomás), mbar T, t az áramló gáz üzemi hőmérséklete K, 0 C a gáz sűrűsége üzemi állapotban ρ Reynolds szám, Re D 3 kg/ m Re D m q = 4 πμd

15 A mérőperem és a mérőegyenlet jellemzői ε expanziós szám, C átfolyási tényező q m = III. C 2 d 2 p β ε π Δ ρ , 8 25, C= 0, , 0312β 0, 184β + 0, 0029 β + 0, 09L1 β ( 1 β ) 0, 0337L2 β Re D 075, 4 dp 4 Δp ε= 1 ( 041, + 035, β ) 1 ( 041, + 035, β ) κ p κ p 1 3 q m = C β ε π 4 d 2Δp ρ pt 2 1 n n n 1 p T K

16 A karimamegcsapolású mérőperem szerkezete I.

17 A karimamegcsapolású mérőperem szerkezete II.

18 A karimamegcsapolású mérőperem szerkezete III.

19 Az áramlásmérő rendszer felépítése folyamatműszerek analóg és HART

20 Méretezés Conval programmal

21 Méretezés Conval programmal

22 Méretezés Conval programmal

23 Speciális mérőperem The Conditioning Orifice minimális áramlási profil zavarású mérőperem

24 Hagyományos vagy továbbfejlesztett mérőperem? Bore Reynolds Number: Re d C d átfolyási tényező d re

25 Szabványok és mérőegyenletek I. Meter internal diameter: a mérőszakasz belső átmérője, általában nem egyenlő D vel!

26 Rotaméter (VA Variable Area Technology) high pressure casing (A), a high strength magnet (F) in tandem with the sharp edged annular orifice disk (E), a linear rate compression spring (G), tapered metering pin (D), magnetically coupled follower (C), environmentally sealed window (B)

27 Mit jelent a VA?

28 Két lehetséges kivitele a rotaméternek

29 Karakterisztikák

30 A hagyományos és a mágneses letapogatás

31 A Coriolis tube

32 Az elmélet egyszerűsített mechanikai modell

33 Coriolis erő: Érzékelő egyenletek U csövön áramlik a mérendő közeg ABCD útvonalon: Coriolis erő: Hajlító nyomaték: A tömegáram: Elcsavarodás: A tömegáram:

34 A Coriolis erő deformációs munkája

35 A Coriolis szenzor felépítése I.

36 Kialakítási lehetőségek

37 Mellékáramú felszerelés

38 A Coriolis mérő előnyei

39 Rosemount indukciós mérő

40 MAG METER BASICS Theory of Operation Conductive Process Medium Lining Variable Flow Rate (ft/s) SST Tube Flange Faraday s Law: E=kBDV Field Coils Sensing Electrodes E E E = Blv l = D, v = v E = BDv k=proportionality constant B=Magnetic field strength D=Length of conductor V=Velocity of conductor E=Induced voltage (linear with velocity) v = q v 4B E = q πd 2 /( D π / 4) v 40

41 MAGNETIC FLOWMETER 41

42 MAGNETIC FLOWMETER BASICS PROS AND CONS PROS TRUE VOLUME ACCURACY WIDE RANGEABILITY LOW FLOW CAPABILITY ZERO HEAD LOSS CONS INITIAL COST (AC) CONDUCTIVITY MATERIAL COMPATIBILITY NUMBER OF DESIGNS VELOCITY LIMITS BI DIRECTIONAL/OBSTRUCTIONLESS INSENSITIVITY TO UPSTREAM PIPING 42

43 MAGNETIC FLOWMETER BASICS ACCURACY: +/ 0.2% TO 1% RANGEABILITY: 10:1 TO 50:1 REYNOLDS NUMBER: PIPING EFFECTS: NO LIMIT MINIMAL COST OF OWNERSHIP: INITIAL: L/H INSTALLATION: OPERATION: M MAINTENANCE: L/M L/M 43

44 Introduction Standard specification for straight run piping to maintain specified accuracy 5 pipe diameters upstream 2 pipe diameters downstream Distance measured from electrodes (center of the flowtube) What if this requirement is not met? 44

45 Short Run Test Setup Reference Magmeter Upstream Disturbance Test Magmeter Upstream Dimensions Weigh Tank Summary of Tests: ½, 4, 10 and 24 inch meters 4 inch test had extended scope, other line sizes had limited scope 45

46 Összehasonlítás

47 FLOWMETER SELECTION PROCESS APPLICATION CONTROL MONITOR INDICATE CUSTODY TRANSFER FLUID PROPERTIES LIQUID, GAS, STEAM CONDUCTIVITY MULTI PHASE VISCOSITY PRESSURE TEMPERATURE PERFORMANCE INSTALLATION ECONOMIC FACTORS ACCURACY REPEATABILITY TEMPERATURE EFFECT LINE SIZE VIBRATION PIPE RUNS SUBMERGENCE COST INSTALLATION RELIABILITY ENVIRONMENTAL & SAFETY EMMISSIONS HAZARDOUS WASTE DISPOSAL LEAK POTENTIAL SHUT DOWN SYSTEM? METER SELECTED CORIOLIS DP MAGMETER VORTEX TO VENDORS 47

48 Távadó specifikáció