Was ist Durchflussmessung?
Unter Durchflussmessung versteht man die Bestimmung der Materialmenge, die durch ein bestimmtes System, normalerweise ein Rohr oder einen Kanal, fließt. Dies wird typischerweise mit einem Inline-Durchflussmesser erreicht. Die Durchflussmessung wird in großem Umfang in Anwendungen eingesetzt, die von Chemieanlagen bis zu gewerblichen Klimaanlagen reichen. Der Typ des Durchflussmessers, der für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist, hängt von den Eigenschaften der gemessenen Substanz ab.
Das Gebiet der Durchflussmessung ist unglaublich vielfältig und weitreichend und eines der zentralen Themen der Transportphänomenforschung. Das Messen der Durchflussrate einer Substanz kann so einfach sein wie das Messen der Änderung des Füllstands eines Prozesstanks oder so kompliziert wie das Messen der induzierten Spannung an einem leitenden Fluid, das sich in einem Magnetfeld bewegt. Obwohl sich Durchflussmessungen normalerweise auf Material in Rohren oder Kanälen beziehen, können sie sich auch auf den Durchfluss von Feststoffen oder auf den Materialfluss durch Systeme wie Verkehrsnetze oder Flussbetten beziehen.
Das direkte Messen der Durchflussrate eines Gases oder einer Flüssigkeit erfordert die Verwendung eines Durchflussmessers. Es gibt viele Arten von Durchflussmessern, einschließlich Öffnungsmessern, Turbinenmessern, Venturi-Messern, Ultraschallmessern und elektromagnetischen Durchflussmessern, um nur einige zu nennen. In den meisten chemischen Prozessindustrien sind Messblenden aufgrund ihrer Einfachheit und geringen Kosten der beliebteste Typ von Durchflussmessern.
Messblenden und Venturi-Messgeräte arbeiten nach dem Bernoulli-Prinzip, genauer gesagt nach der Beziehung zwischen der Durchflussrate des Materials und dem Druckabfall, den das Material über das Messgerät hinweg erfährt. Turbinenzähler korrelieren die Anzahl der Umdrehungen, die eine interne Turbine in einer festgelegten Zeitspanne durchführt, mit der Strömung des Fluids, das über die Schaufeln fließt. Elektromagnetische Durchflussmesser verwenden das Faradaysche Gesetz, um die Flüssigkeitsgeschwindigkeit mit der induzierten Spannung über einem Magnetfeld in der Flüssigkeit zu korrelieren.
Alle diese Methoden der Durchflussmessung können je nach Art der gemessenen Flüssigkeit Einschränkungen unterliegen. Beispielsweise arbeitet ein elektromagnetischer Durchflussmesser nur mit einem elektrisch leitenden Fluid. Messgeräte mit beweglichen Teilen, z. B. Turbinenmessgeräte, werden nicht für abrasive oder korrosive Materialien empfohlen. Für ungewöhnliche Systeme sind möglicherweise eindeutige oder hybride Durchflussmesser und Berechnungen erforderlich.
Berechnete Durchflussmessungen können mithilfe von Korrektur- oder Kompensationsfaktoren verbessert werden. Diese Faktoren werden häufig verwendet, um Temperaturen, Drücke und Molekulargewichte auszugleichen, die sich erheblich von der Bemessungsgrundlage des Flüssigkeitsstroms unterscheiden. Kompensationsfaktoren werden häufig bei der Berechnung des verteilten Steuerungssystems (DCS) in einem chemischen Prozess angewendet.