Formel für den Differenzdruckstrommesser sowie Rechenbeispiele

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Die Berechnungen bei der Wartung von Differenzdruckstrommessern sind für Fachleute unverzichtbar. In diesem Beitrag werden die gängigen Berechnungsformeln sowie Beispiele für solche Berechnungen bereitgestellt. Das Beherrschen dieser praktischen Techniken trägt dazu bei, Differenzdruckstrommesser effektiver einsetzen zu können. 1. Umrechnung des Verhältnisses zwischen Druckdifferenz und Durchfluss bei Druckdifferenzmessgeräten: yunrun.com.cn/tech/1998.html Die Druckdifferenz bei Druckdifferenzmessgeräten ist proportional zum Quadrat des Durchflusses – mit anderen Worten: Der Durchfluss ist proportional zur Quadratwurzel der Druckdifferenz. Dies wird durch folgende Formel ausgedrückt: Die Skaleneinheiten des Durchflussmessgeräts sind Prozentangaben des Durchflusses. Wenn der untere Wertebereich der Druckdifferenz 0 ist, gilt für die obige Formel: △P steht für eine beliebige Druckdifferenz ； Q ist ein beliebiger Durchfluss ； △Pmax ist die Obergrenze des Differenzdrucks ； Qmax ist die Obergrenze für den Durchfluss ； n ist ein beliebiger Prozentsatz des Durchflusses. Der Messbereich eines Druckdifferenzsenders liegt bei 0–40 kPa; dem entspricht ein Durchfluss von 0–160 m³/h. Das Ausgangssignal beträgt 4–20 mA. Wie hoch muss der Durchfluss sein, wenn der Ausgangsstrom des Druckdifferenzsenders 8 mA beträgt? Wie hoch ist der Differenzdruck? Lösung: ① Wenn die Ausgangsspannung des Differenzdruckstrommessers 8 mA beträgt, beträgt das Durchflussvolumen 80 m³/h. ②Es ist bekannt, dass bei einer Ausgangsspannung von 8 mA ein Durchfluss von 80 m³/h vorliegt – das entspricht 50 % der maximalen Durchflussmenge. Bei einer Ausgangsspannung von 8 mA beträgt der Differenzdruck 10 kPa. 2. Umrechnung des Volumenstroms im Standardzustand und im Betriebszustand Die Formel zur Umrechnung des Volumenstroms im Standardzustand und im Betriebszustand lautet wie folgt: In der Formel steht qv für den Volumenstrom im Betriebszustand, in der Einheit m3/h ； qn ist der Volumenstrom im Standardzustand, in der Einheit m3/h ； P ist der absolute Druck im Betriebszustand, in Einheiten Pa ； Pn ist der absolute Druck unter Standardbedingungen, in der Einheit Pa ； T ist die thermodynamische Temperatur im Betriebszustand, in der Einheit K ； Tn ist die thermodynamische Temperatur im Standardzustand, in der Einheit K ； Z ist der Kompressionskoeffizient des Gases im Betriebszustand ； Zn ist der Kompressionskoeffizient eines Gases im Standardzustand ； Ein bestimmter Luftstrommessgerät hat ein Messbereich von 0–2000 m³/h (bei 20 °C und 101,325 kPa). Unter Betriebsbedingungen beträgt der Druck 0,5 MPa und die Temperatur 60 °C. Wie hoch ist dann der Volumenstrom unter diesen Bedingungen? Lösung: Die Daten werden in die Formel eingesetzt, um den Volumenstrom im Betriebszustand zu berechnen. Der Volumenstrom dieses Messgeräts im Betriebszustand liegt im Bereich von 0–460 m³/h. 3. Berechnung der Anpassung des Messbereichs bei Standard-Durchflussmessplatten: Vor Ort kann es vorkommen, dass der zu messende Durchfluss den maximalen Messbereich der Durchflussmessplatte überschreitet – oder dass der Durchfluss so gering ist, dass nur Werte unter 30 % des maximalen Messbereichs angezeigt werden können ； Notfälle können durch Erweiterung oder Verkleinerung des Differenzdruckbereichs bewältigt werden. Die Grundlage für die Anpassung des Messbereichs ist eine Formel. Da der maximale Druckunterschied sowie die maximale Durchflussmenge des Durchflussmessers bekannt sind, lassen sich mit diesen beiden Parametern die Berechnungen zur Anpassung des Messbereichs durchführen. Es handelt sich um einen Durchflussmesser mit Lochplatte; die ursprünglich vorgesehene Differenzdruckspanne beträgt 0–60 kPa, die Durchflussmenge liegt im Bereich von 0–10000 kg/h. Durch die Erweiterung der Produktionskapazität hat der Prozessfluss den maximalen Durchfluss des Lochblechs überschritten; es ist vorgesehen, den Messbereich auf 0–15.000 kg/h zu erweitern. Lösung: Nach Berechnung mit der Formel ergibt sich der entsprechende maximale Druckunterschied. Der durch diese einfache Berechnung erhaltene Wert weist gewisse Fehler auf. Er eignet sich nicht für Handelsabrechnungen, ist aber für den Einsatz in der allgemeinen Produktion geeignet. Die Unsicherheit stellt dabei kein Problem dar – doch der Druckverlust nimmt zu. Bei der Anpassung des Messbereichs einer Lochplatte müssen die Auswirkungen vieler Parameter berücksichtigt werden; in solchen Fällen sollte methodisch die iterative Berechnungsmethode verwendet werden. Wie groß ist der Unterschied zwischen iterativer und einfacher Berechnung? Im Folgenden ist ein Vergleichsbeispiel: Ein Dampfstrommesser hatte ursprünglich eine maximale Durchflussmenge von 70.000 kg/h sowie einen maximalen Druckunterschied von 100 kPa. Da der tatsächliche Durchfluss zu gering war, sollte die maximale Durchflussmenge auf 35.000 kg/h erhöht werden. Die Ergebnisse der iterativen Berechnungen mit dem Computer zeigten, dass bei einer Durchflussmenge von 35.000 kg/h ein maximaler Druckunterschied von 24,837 kPa entsteht. Laut der Formel beträgt der maximale Druckunterschied bei 35.000 kg/h einfach gerechnet 25 kPa. Wenn man die Ergebnisse der iterativen Berechnungen als Standardwert verwendet, beträgt der Fehler der einfachen Berechnung 0,656 %. Dieser Wert ist in vielen Produktionsumgebungen noch akzeptabel – insbesondere in Notfällen. Schließlich erfordert das Ersetzen der Düse eine Bestellung sowie eine Stilllegung des Betriebs. Um Fehler zu verringern, können in dem Durchflusszähler oder im DCS auch einige Parameter indirekt korrigiert werden (z. B. Ausflusskoeffizient, Ausdehnungskoeffizient, Dichte des Fluids usw.). Ändern Sie den Messbereich der Standard-Durchflussmessplatte selbst: Führen Sie zunächst Berechnungen durch, legen Sie anschließend auf Grundlage der Ergebnisse den Messbereich des Differenzdrucksenders fest und kalibrieren Sie ihn ； Durch die Einstellung neuer Parameter am Durchflusszähler und dem DCS kann es in Betrieb genommen werden. Flussmessgerät yunrun.com.cn/product/999.html Die Anpassung des Messbereichs der Düse ist an bestimmte Bedingungen gebunden – der neu eingestellte Messbereich darf den einstellbaren Bereich von 3:1 der Standarddüse nicht überschreiten. Wenn möglich, sollte man die iterative Berechnungsmethode verwenden oder die Düse neu entwerfen.