Laminarer Differenzdruck-Durchflussmesser (DP) - Funktionsprinzip
Vier Schritte zur Messung des Massendurchflusses mit laminarem DP
- Umwandlung einer turbulenten in eine glatte Strömung Laminarströmung
- Messen Sie die Druckabfall über einen Strömungskanal
- Berechnen Sie die Volumendurchfluss Satz
- Berechnen Sie eine standardisierte Massenstrom Satz
Das folgende Video zeigt, wie ein laminarer DP-Durchflussmesser von Alicat den Massendurchfluss berechnet:
Berechnung des volumetrischen Durchflusses
Alicat laminare DP-Durchflussmesser und Laminar-DP-Durchflussregler enthalten einen Durchflusskanal, das so genannte Laminar Flow Element (LFE), das alle turbulenten Strömungen in laminare Strömungen umwandelt. Das Gerät misst zunächst den Differenzdruckabfall über das LFE und berechnet dann anhand der Poiseuille-Gleichung den Volumendurchsatz.
Poiseuille-Gleichung
Volumendurchfluss = (P1-P2)πr4/8ηL = K(ΔP)/η
P1 = Statischer Druck am Einlass; P2 = Statischer Druck am Auslass; r = Hydraulischer Radius der Drosselstelle; η = Absolute Viskosität der Flüssigkeit; L = Länge der Drosselstelle
Die Poiseuille-Gleichung zeigt die lineare Beziehung zwischen dem Volumendurchsatz, dem Differenzdruck (ΔP) und der absoluten Viskosität (η). In der vereinfachten Gleichung, K ist eine Konstante, die die geometrischen Faktoren des LFE umfasst.
Berechnung des Massendurchsatzes
Laminare DP-Massendurchflussmessgeräte verwenden den Volumendurchfluss und eine Reihe von Dichtekorrekturfaktoren zur Berechnung des Massendurchflusses.
Dichtekorrekturfaktoren
1. Korrektur der Temperaturdichte = Ts/Ta
Ta = Absolute Temperatur bei Durchflussbedingungen; Ts = Absolute Temperatur bei Standardbedingungen (STP)
2. Korrektur der Druckdichte= Pa/Ps
Pa = Absoluter Druck bei Durchflussbedingungen; Ps = Absoluter Druck bei Standardbedingungen (STP)
3. Komprimierbarkeit = Zs/Za
Za = Komprimierbarkeit bei Strömungsbedingungen; Zs = Komprimierbarkeit bei Standardbedingungen (STP)
Kombiniert man sie, kann man eine Gleichung aufstellen, die den Volumendurchfluss, die Temperatur, den Druck und die Kompressibilität des Gases zur Berechnung des Massendurchflusses verwendet.
Gleichung für den Massendurchsatz
Massendurchfluss = (Volumendurchfluss)(Ts/Ta)(Pa/Ps)(Zs/Za)
(Ts/Ta)(Pa/Ps)(Zs/Za) = Dichtekorrekturfaktoren
In einem Alicat-Massendurchflussgerät wird ein diskreter Absolutdrucksensor im laminaren Bereich des Durchflusses angebracht. Diese Informationen werden an den Mikroprozessor gesendet und mit den Daten des diskreten absoluten Temperatursensors kombiniert, um die korrekten Massendurchflussberechnungen durchzuführen.