Térfogatáram hagyományos mérése

Átírás

1 Térfogatáram hagyományos mérése Szőkítıelemes Sebességmérésre visszavezetve q V = A v da n v i i= 1 A i q 2 d π = α ε 4 2 ρ V p m

2 10. KÜLÖNLEGES IPARI ÁRAMLÁSMÉRİK Ultrahangos áramlásmérık Alkalmazási példák: gázkút, revésvíz Mőködési elvek f1 f2 = 2 v f1 cosθ a f1 f2 << 1 f 1 q V = va Pl. Doppler elv

3 Acélipari alkalmazás (revésvíz mérése)

4 Fİ ELİNYÖK: Érintésmentes Nincs nyomásesés Hosszú élettartam Utólagosan beépíthetı A mérési elv független a közegsőrőségtıl Fİ KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: A relatív mérési hiba nagyságrendje néhány (1 2) % vagy még több alkalmi kalibráció A közeg akusztikai átláthatósága szükséges A mérési eredmények hıfokfüggése

5 10.2. Magneto-induktív (magneto-hidrodinamikus, MHD) áramlásmérık Alkalmazási példák: iszap, papírpép Mérési elv és kivitel u = B L v Faraday effektus udπ q V = 4B

6 2 fı egység: mérıátalakító, villamos jelfeldolgozó Vákuumra általában érzékeny; de mechanikai és vegyi igénybevételeknek ellenáll Karimás (16 bar) és szendvics (2 karima közé ászokcsavarral) kivitelek Vízálló kivitel lehetséges

7

8 Fİ ELİNYÖK: Adott vezetıképességi limit felett a mérési elv NEM függ a közeg vezetıképességétıl A mérési elv független a közegnyomástól, sőrőségtıl, hımérséklettıl, kinematikai viszkozitástól Minimális függés a sebességprofiltól erısen zavart áramlások mérése Nincs nyomásveszteség, érintésmentes Nagy, szavatolt pontosság (relatív hiba %) Fİ KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: Elektromos vezetıképesség szükséges csak cseppfolyós közegek, kivéve petrolkémiai termékeket (olaj, gázolaj, stb.)

9 10.3. Kapacitív keresztkorrelációs technika Alkalmazási példák: pneu transzport Elv és kivitel v d = τ m

10

11 Fİ ELİNYÖK: Statisztikai módszer, a mérési hibák mérséklése Kétfázisú közegek Nincs hıfokfüggés Érintésmentes Fİ KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: Fokozott helyigény Magas beruházási költségek Zérus térfogatáram közelében nem alkalmas

12 10.4. Örvényhagyó (Vortex) áramlásmérık Alkalmazási példák: tiszta gáz, gız Mérési elv Str = f d v Re = v d ν v = d Str f

13

14

15 Fİ ELİNYÖK: A sőrőségnek és kinematikai viszkozitásnak közvetlen hatása nincs Mérsékelt beruházási költségek Mérsékelt hiba (1 % alatt) Kis nyomásesés Fİ KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: Ha nincs örvényleválás, nincs mérés Egyfázisú áramlás szükséges Függés a sebességprofiltól

16 10.5. Coriolis áramlásmérık Alkalmazási példák: vegyszer tömegáram Mérési elv és kivitelek F C = m 2v ω m ~ ρa F C ~ ρ Av ω F C ~ q m ω

17

18

19 Fİ ELİNYÖK: A tömegáram közvetlen mérése Az elv nem függ a viszkozitástól Nem függ a sebességprofiltól Nagy pontosság (~ 1 % a leolvasott tömegáram bizonytalansága) Fİ KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: Cseppfolyós közegek Viszonylag költséges Rezgésérzékenység fokozott költségekkel megoldható

20 10.6. Lebegıtestes áramlásmérık ( rotaméterek ) (Variable area flowmeters) Alkalmazási példák

21 Mérési elv és kivitel F W = g ( ρ ) float ρ fluid V float F = D C = D C float D A float float ρ A float fluid ρ fluid 1 qv 2 A 2 v 2 2 F W = F D q V = A C 1 D float 2gV A float float ρ ρ float ρ fluid fluid

22

23

24

25 Fİ ELİNYÖK: Mérsékelt költségek Egyszerő kivitel, kiépítés és üzemeltetés Átjárhatóság nincs eltömıdés Fİ KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: Mérsékelt viszkozitású közegek Alsó mérési korlát Függ a közeg sőrőségétıl és hımérsékletétıl Mérsékelt pontosság (néhány % a leolvasott tömegáram bizonytalansága) Másik fázis zavaró hatása Mutatós mérık problematikája

26 10.7. Turbinás áramlásmérık Alkalmazási példa: petrolkémiai ipar, kıolajtermékek Elv v = 2 r π n ctg α Korrekció, kalibráció

27

28 Fİ ELİNYÖK: Nagy pontosság adott viszkozitásra Nagy rendszernyomásokra Elektromosan szigetelı közegekre Széles térfogatáram-mérési tartomány Fİ KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: A viszkozitás ismerete szükséges Zavartalan egyenes bevezetı csıszakasz szükséges Nem alkalmazható perdületes áramlásra egyenirányító Nem alkalmazható szilárd részecskéket tartalmazó közegre

29 10.8. Volumetrikus áramlásmérık Alkalmazási példa: adagolás Mérési elv és kivitel Példa: oválkerekes áramlásmérı Ovális fogaskerekek

30 q V ~ n

31 Fİ ELİNYÖK: Nagy pontosság Igen kis térfogatáramok / mennyiségek mérhetıek Széles tartományon viszkozitásfüggetlen Fİ KORLÁTOK / HÁTRÁNYOK: Fokozott költségek Korlátozott élettartam Nagy nyomásesés Meghibásodás esetén blokkolja az áramlást Nem alkalmas agresszív, szennyezett közegekre Nem alkalmas nagy hımérséklető közegekre Érzékeny a külsı rezgésekre