Flödesmätning

Mer kunskap om Flödesmätning:

Den första utrustningen för flödesmätning, som används i industrin, baserades på att bestämma differenstrycket över en begränsning.

Den grundläggande mätprincipen

Grundprincipen för differenstrycksmätare är kontinuitetsekvationen och Bernoullis ekvation, som säger något om att mediets hastighet ökar när det flyter genom en förträngning. Den ökade hastigheten innebär att rörelseenergin ökar, och som en konsekvens minskar det statiska trycket, energin är konstant.

Kunskap: Flödesmätning - Introduktion

Artikel levererad av Morten B. Jensen, KLINGER Danmark (oversat fra Dansk)

Skärpta säkerhetsrutiner, ökade krav på produktkvalitet, processoptimering och skydd av miljön är bara några av anledningarna till att flödesmätning idag är viktigare än någonsin tidigare i branschen.

En flödesmätare är ett instrument som används för att bestämma vad som strömmar genom ett rör, det används för att mäta flödet (kontinuerlig mätning) och/eller mängden (förbrukningen). Man skiljer alltså på 2 typer av flödesmätare: Volymflödesmätare Typiska enheter är l/s, l/h eller m3/h Volymflödesmätning baseras ofta på en hastighetsmätning, som: Q = v * A; där v är mediets hastighet och A är arean det passerar Massflödesmätare Typiska enheter är kg/h eller t/h Massflödesmätning är oberoende av mediets densitet, som: m = d * v * A; där d är mediets densitet, v är mediets hastighet och A är arean det passerar.

Grundläggande för ett bra resultat av all flödesmätning är en definition av vilken produkt som mäts på. Alla produkter kan vara i en av 3 faser, nämligen som gas, flytande eller fast. Den enskilda produktens tillstånd beror på en kombination av tryck och temperatur i systemet. Är produkten som ska mätas i något av övergångstillstånden - dvs. precis på gränsen mellan 2 faser talar man om flerfasmedia. Att mäta flöde i detta läge kräver vanligtvis speciella åtgärder och är definitivt inte problemfritt.

Alla data som tillhandahålls för mätprinciper gäller därför endast tydligt definierade enfasmedia. Reynolds-tal När vätskor eller gaser strömmar genom ett rör kan flödet definieras som antingen laminärt eller turbulent. En kvantitativ indikation på hur flödet i röret sker indikeras av Reynolds siffror, definierade som:; där r är densiteten v är medelhastigheten D är diametern på röret η är vätskans kinematiska viskositet. Reynolds tal är, när vi tittar närmare på det, ett uttryck för en strömmande vätskas dynamiska krafter dividerat med viskositeten, det vill säga hur mycket turbulens som bildas. Laminatflöde definieras som flöde vid Reynolds nummer <5 000 Vid Reynolds nummer över 2 300 kommer man in i ett område där flödet varken är turbulent eller laminat förrän man vid 20 000 slutar i turbulent flöde.

Alla mätprinciper, oavsett hur avancerade de är, ställer alltså vissa krav på vad som ska mätas - och i princip kan de avvikelser som anges på kalibreringscertifikaten endast gälla förhållanden som motsvarar de driftförhållanden som finns på provbänken - dvs. under idealiska förhållanden! I praktiken är dessa förhållanden ofta svåra att återskapa och man måste försöka närma sig idealet genom att följa leverantörens instruktioner gällande installation av aktuell flödesmätare, om dessa följs kan man räkna med att få ett mått som ligger inom specifikationerna. Den vanligaste indikationen är rekommenderade respektavstånd för olika typer av hinder i rören. Avståndet anges som ett visst antal gånger rak rördragning före och efter mätaren, dvs. antalet gånger före/efter mätaren där ett rakt rör i mätarens dimension måste monteras för att uppnå en väl definierad flödesprofil för mätprincipen.

Flödesprofilen är den hastighetsprofil mediet kommer att ha i röret och den varierar beroende på vad som finns i rörlocket, hur det är utformat och hur snabbt mediet rör sig i röret (Reynolds nummer).

Det primära elementet (selva flödesgivaren) påverkas endast av den del av mediet som passerar "givaren", och de individuella mätprinciperna kommer därför inte att ställa samma krav på installationen. En princip som mäter på ett ställe blir alltså mer känslig för variationer i hastighetsprofilen än en princip som mäter över rörets tvärsnitt. Det värsta du kan göra för en mätning är att placera mätaren efter element som bildar virvlar i röret. Virvlar motsvarar att produkten står och springer fram och tillbaka i röret, så att samma "punkt" kommer att passera sensorn flera gånger. I sådana fall kan mätningen till och med vara mycket långt ifrån det korrekta värdet. De vanligaste "virvelbildarna" är:

• Styr- och skjutventiler.
• Flera böjar i följd i olika plan.
• Ett litet rör som injicerar produkten i ett stort rör, placerat excentriskt på det stora röret.

Därför är den enda garantin för korrekt flödesmätning, hur ny mätprincipen än är, fortfarande ett korrekt mätarval tillsammans med en installation som är anpassad till det exakta mätarval som valts för uppgiften.