Måling af flow - Generelt INSA 1 / 14

Transkript

1 Måling af flow - Generelt INSA 1 / 14

2 Agenda Generelle flowterminologier Måleprincipper anvendelse og muligheder Dimensionering Montage / installation Spørgsmål INSA 2 / 14

3 Generelle flowterminologier INSA 3 / 14

4 Generelt Volumen eller masseflow? Volumenflow er: Q = V/T Hvor Q = Volumetrisk flow (m³/h, l/min osv.) V = Volumen T = Tid Masseflow er: M = m/t Hvor M = Masseflow (f.eks. Kg/h, t/min osv.) m = masse (f.eks. Kg) T = Tid Enten måles masseflowet direkte eller beregnes ud fra Volumenflow og tabelopslag. INSA 4 / 14

5 Generelt - Densitet m = x kg 10cm 10cm 10cm Densitet viser forholdet imellem masse og volumen, og er en funktion af temperatur og tryk. Volumen er temperaturafhængig, så densiteten falder med stigende temperatur og stiger med stigende tryk. ρ= m/v [kg/m 3 eller kg/l] INSA 5 / 14

6 Generelt - Viskositet Viskositet er et medies træghed imod bevægelse, eller hvor tyktflydende det er. Viskositeten har primært indflydelse på flowprofilen (Renoyld s tal laminart/turbulentflow), men også trykfald henover flowmåleren. Kinematisk eller målt viskositet udtrykkes i cst (centistoke): cst = cp / Dynamisk eller absolut viskositet udtrykkes i cp (centipoise): cp = cst INSA 6 / 14

7 Generelt Tryk & temperatur 1 bara = 0barg 0 bara = -1barg INSA 7 / 14

8 Generelt Tryk & temperatur, indflydelse på gas Måling af aktuelt volumenflow ved gasser er uden mening, da det ikke fortæller noget om den reelle mængde gas. Derfor måles der oftes: - volumenflow ved normalbetingelser (1013 mbara, 0 C) - masseflow Volumenflow (q n = q a * T a * 1 bar/(p a *273,15)) q n = Volumenflow ved Normalbetingelser q a = Volumenflow Aktuelt T a = Temperatur Aktuelt P a = Tryk Aktuelt T a og p a skal måles og føres til en flowcomputer eller lign. for at densitets kompensere. Masseflow: q m = q a *ρ q m = Masseflow q a = Volumenflow Aktuelt ρ a = Densitet Aktuelt Eksempel: 10bar 25 C = 25 C INSA 8 / 14

9 Generelt Tryk & temperatur, indflydelse på gas Eksempel på fejlvisning forårsaget af ændring i tryk eller temperatur. Ved 500m³/h og 2,0bar = 555kg/h Ved 500m³/h og 2,5bar = 684kg/h Forskel er = 18,8%! INSA 9 / 14

10 Generelt Reynolds tal INSA 10 / 14

11 Generelt Laminart og turbulent flow INSA 11 / 14

12 INSA 12 / 14

13 INSA 13 / 14

14 Måleprincipper Anvendelse og muligheder INSA 14 / 14

15 Måleprincipper - anvendelsesmuligheder Magnetisk- Induktiv: INSA 15 / 14

16 Måleprincip - Induktion E=D*V*B E : Elektromotorisk kraft (V) D : Indvendig diameter (m) V : Flow hastighed (m/s) B : Flux tæthed (T/m 2 ) Medier skal være ledende! INSA 16 / 14

17 Måleprincipper - anvendelsesmuligheder Magnetisk- Induktiv: Vortex: INSA 17 / 14

18 Måleprincip Aftastnings princip Flow Det strømmende medie rammer shedderbaren, deles og danner Vortex hvirvler og trykforskellen skubber shedderbaren til siderne. Crystal A Crystal B Force H L To piezoelektriske krystaller afgiver impulser når de udsættes for mekaniske kræfter og angiver derved antallet af Vortex hvirvler. INSA 18 / 14

19 Måleprincipper - anvendelsesmuligheder Magnetisk- Induktiv: Vortex: Coriolis: INSA 19 / 14

20 Måleprincip Masseflow og Densitet De indvendige målerør sættes til at vibrere ved deres resonans frekvens som er et udtryk for densiteten på mediet. I modsætning til de fleste andre måleprincipper er Coriolis flowmåleren ikke afhængig af en lige rørstrækning før og efter måleren, hvilket giver en markant nemmere installation. Når mediet løber igennem måleren, vil Coriolis effekten generere en faseforskydning imellem ind og udløb, som er proportional med masseflowet. Volumenflow, flowhastighed og koncentration kan beregnes ud fra det målte masseflow og densiteten. INSA 20 / 14

21 Måleprincipper - anvendelsesmuligheder Magnetisk- Induktiv: Variabel areal (Plast + glasrør): Vortex: Coriolis: Variabel areal (metalrør): INSA 21 / 14

22 Måleprincip Variabelt Areal F P Conical Tube F A F G Flow Direction FP = FG + FA FP = Påvirkning fra trykfald FG = Påvirkning fra tyngdekraft FA = Påvirkning fra Arkimediskkraft INSA 22 / 14

23 Måleprincipper - anvendelsesmuligheder Magnetisk- Induktiv: Variabel areal (Plast + glasrør): Vortex: Termisk: Coriolis: Variabel areal (metalrør): INSA 23 / 14

24 Måleprincip In-line INSA 24 / 14

25 Måleprincipper - anvendelsesmuligheder Magnetisk- Induktiv: Variabel areal (Plast + glasrør): Vortex: Termisk: Coriolis: Måleblænde & Venturi Variabel areal (metalrør): Dp-pitotrør INSA 25 / 14

26 Måleprincip Måleblænden Elementer Primær element Sekundær element Måleblænde Pitotrør + dp-transmitter Dyse Venturi INSA 26 / 14

27 Måleprincipper - anvendelsesmuligheder Magnetisk- Induktiv: Variabel areal (Plast + glasrør): Ultralyd (Clamp-on) Vortex: Termisk: Ultralyd (In-line) Coriolis: Måleblænde & Venturi Variabel areal (metalrør): Dp-pitotrør INSA 27 / 14

28 Måleprincip Transittid Måleprincippet bygger på transittid Transittiden, er den tid det tager en ultralyds-puls at rejse fra A til B og omvendt. Turen fra A til B, er hurtigere end fra B til A. Dette skyldes at pulsen først sendes med strømmen (flowretningen) og derefter mod strømmen. Et simpelt regnestykke T2-T1= T er med til at give et billede af flowhastigheden, som er ligefrem proportional med tidsforskellen. INSA 28 / 14

29 Måleprincipper - anvendelsesmuligheder Magnetisk- Induktiv: Variabel areal (Plast + glasrør): Ultralyd (Clamp-on) Vortex: Termisk: Ultralyd (In-line) Coriolis: Måleblænde & Venturi Mekanisk Variabel areal (metalrør): Dp-pitotrør INSA 29 / 14

30 Måleprincip Positive Displacement / Turbine Positive displacement (Fortrængnings måler) Turbinehjulsmåler INSA 30 / 14

31 Måleprincipper - anvendelsesmuligheder Magnetisk- Induktiv: Variabel areal (Plast + glasrør): Ultralyd (Clamp-on) Vortex: Termisk: Ultralyd (In-line) Coriolis: Måleblænde & Venturi Mekanisk Variabel areal (metalrør): Dp-pitotrør Flowcomputer INSA 31 / 14

32 Måleprincipper - anvendelsesmuligheder INSA 32 / 14

33 Dimensionering INSA 33 / 14

34 INSA 34 / 14

35 Dimensionering Tryktab, trykfald & flowhastighed INSA 35 / 14

36 Dimensionering Tryktab Trykfald er forskellen på P1 - P2 Tryktab er det tryk der ikke genetableres, P1-P3 INSA 36 / 14

37 Dimensionering Flowhastighed og usikkerhed INSA 37 / 14

38 Dimensionering Flowhastighed og usikkerhed INSA 38 / 14

39 Dimensionering Nøjagtighed vs. gentagelsesnøjagtighed INSA 39 / 14

40 Montage / installation INSA 40 / 14

41 Montage / Installation Forstyrrelse af flowprofil INSA 41 / 14

42 Montage / Installation Asymmetrisk flowprofil INSA 42 / 14

43 Montage / Installation Asymmetrisk flowprofil SWIRL INSA 43 / 14

44 Montage / Installation Flowretter (Flow straightner) INSA 44 / 14

45 Montage / Installation Respektafstand INSA 45 / 14

46 Montage / Installation Respektafstand INSA 46 / 14

47 Skræddersyede kurser Hvis der er behov for at få uddybet et eller flere af emnerne i dette seminar, vil vi meget gerne skræddersy et kursustilbud til din virksomhed. Tag fat i en Insatech-medarbejder eller kontakt Annette Henriksen, ahe@insatech.com, tlf INSA 47 / 14

48 INSA 48 / 14

49 Spørgsmål? INSA 49 / 14