Arbeitseigenschaften und Messfehler von Zielstrommessern

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Arbeitseigenschaften und Messfehler von Zielstrommessern Autor: Ingenieur von Xiamen Hongkong – Le Yi. Die Arbeitseigenschaften der HKB-Serie an Zielstrommessern werden hauptsächlich durch Kalibrierungsversuche mit Flüssigkeiten ermittelt. Unter der Voraussetzung, dass die Bedingungen des Experiments gewahrt bleiben, kann die Kalibrierung auch durch das Hängen von Gewichten erfolgen. Dabei wird die Schwerkraft der Gewichte genutzt, um die Kraft des Fluids zu ersetzen, die auf das Zielobjekt während seiner Arbeit wirkt – dadurch wird eine sogenannte Trockenkalibrierung erreicht. Außerdem kann auch eine trockene Kalibrierung verwendet werden, um die Geräte regelmäßig zu überprüfen. Arbeitseigenschaften des HKB-Zielflussmessers
1. Flusskoeffizient
Der Flusskoeffizient C1 des HKB-Zielflussmessers hängt vom Reynolds-Zahl Red ab. Zudem beeinflussen ihn auch der Rohrdurchmesser D, das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Ziels und dem Rohrdurchmesser B, die Form des Ziels, die Struktur der Kammer um das Ziel herum, die Genauigkeit der Fertigung von Ziel und Kammer, die Schärfe der Kanten am Eingang des Ziels sowie die Konzentrisität und Glätte von Ziel und Rohr. In der Regel wird die Beziehung zwischen dem Flusskoeffizienten C1 und den Werten Re, D und B durch Experimente ermittelt – wie in Abbildung 4-29 dargestellt. Wie aus der Kurve in der Abbildung zu erkennen ist, ist die kritische Reynolds-Zahl bei diesem Messverfahren niedriger als bei den zuvor beschriebenen Differentialdruck-Flussmessern. Daher zeigt sich dieses Messverfahren bei Fluiden mit hohem Viskositätsgrad und niedriger Reynolds-Zahl als vorteilhafter. Doch bei niedrigen Reynolds-Zahlen hat die Reibkraft, die auf das Ziel wirkt, einen erheblichen Einfluss. Nur wenn der C1-Wert im tatsächlichen Messbereich im Wesentlichen konstant bleibt, kann die Genauigkeit der Messung gewährleistet werden. 　　2 Druckverlust: Wenn die Flüssigkeit durch das Ziel strömt, entsteht ein Reibungswiderstand. Hinter dem Ziel bilden sich Wirbel – all das führt dazu, dass ein Teil der Energie der Flüssigkeit verloren geht, was wiederum zu einem Druckverlust führt. Der Druckverlust hängt von der Durchmessergröße des Durchflussmessers, vom Verhältnis von Zieldurchmesser zu Messerdurchmesser, von der Durchflussmenge sowie von den Eigenschaften der Flüssigkeit ab. Bei derselben Flüssigkeit, derselben Durchflussmenge und derselben Rohrdimension ist je kleiner das Verhältnis des Zieldurchmessers ist, desto geringer ist auch der Druckverlust B. Die Kurven für den Druckverlust bei unterschiedlichen Durchmessern sowie unterschiedlichen Querschnittsverhältnissen sind in Abbildung 4-0 dargestellt. Der Druckverlust bei Durchflussmessern vom Typ „Ziel“ ist in der Regel geringer als bei Durchflussmessern vom Typ „Differenzdruck“. Bei Tests mit Düsen mit den Werten A=0,8 und B=0,5 beträgt der Druckverlust bei Durchflussmessern vom Typ „Ziel“ nur 40–50 % des Wertes bei den Düsen. 　　4.5.3.3 Messfehler
Es gibt zwei Hauptgründe für Messfehler bei Masseströmungsmessern:
(l) Bei der Berechnung des Durchflusses mit einem Masseströmungsmesser wird die Wirkung des Reibungskraftes des Fluids auf den Umfang der Masse ignoriert. In der Praxis führt diese Reibungskraft jedoch dazu, dass die tatsächliche Kraft, die auf die Masse wirkt, erhöht wird. Dadurch wird der vom Gerät angezeigte Durchfluss zu hoch angesetzt. (2) Bei geringen zu messenden Durchflussmengen ist aufgrund der Trägheitskräfte die Kraft, die das Fluid auf das Ziel ausübt, nicht linear zur Quadratwurzel der Fließgeschwindigkeit proportional. Eigenschaften des HKB-Messgeräts für den Durchflussmessungszweck
Die wichtigsten Eigenschaften des Messgeräts für den Durchflussmessungszweck sind:
(l) Es gibt keine beweglichen Teile; die Konstruktion ist robust und einfach. Es sind weder Druckleitungen noch andere Hilfskomponenten erforderlich. Die Installation und Wartung sind einfach, und das Gerät verstopft nicht leicht. 　　(2) Der Druckverlust ist gering; daher kann es in Rohren mit kleinem Durchmesser (0,00–0,5 bis 0,2 NL, 11) sowie bei niedrigen Reynolds-Zahlen eingesetzt werden. =Das Fluid mit dem Wert (l–5) × 10³ kompensiert die Schwierigkeiten, die bei der Verwendung herkömmlicher Drosselvorrichtungen auftreten. 　　(3) Die Messuntergrenze ist niedrig, das Kinder-zu-Erwachsenen-Verhältnis beträgt 3:1, die Grundfehler liegen bei plus/minus 1 %. 　　(4) Das Messobjekt hat einen weiten Anwendungsbereich. 　　l) Wird hauptsächlich zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten mit niedrigem Reynolds-Zahlwert und hoher Viskosität in Rohrleitungen verwendet.
2) Es kann auch den Durchfluss von Schlämmen, die eine bestimmte Menge an festen Partikeln enthalten, messen – beispielsweise Schlamm, Papierbrei, Mörtel, Erzschlamm usw.
3) Zudem kann es auch den Durchfluss von verschmutzten Flüssigkeiten messen – wie Abwasser, Rohöl oder Öle bei hohen Temperaturen.
4) Es kann außerdem zur Messung des Durchflusses von gewöhnlichen Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen verwendet werden.
5) Wenn der Sensor in den Rohrleitungen aus korrosionsbeständigen Materialien hergestellt wird, kann er auch den Durchfluss verschiedener korrosiver Medien messen. 　　(5) Die Geräte sind noch nicht standardisiert; eine individuelle Kalibrierung mit echtem Durchfluss ist erforderlich, um die Genauigkeit der Geräte zu gewährleisten. 　　(6) Wenn ein hohes Strömungstempo auf die Zielplatte trifft, entstehen dahinter Wirbel, die zu Oszillationen des Ausgangssignals führen und dessen Stabilität beeinträchtigen. Daher sollte die Methode bei Objekten mit hohem Strömungstempo mit Vorsicht eingesetzt werden.