Hogyan mérik a hőáramlásmérők a gázáramlást?

Szia! Átfolyásmérők szállítójaként gyakran kérdeznek tőlem a különböző típusú áramlásmérők működéséről. Ma a hőáramlásmérőkre és a gázáramlás mérésére fogok összpontosítani.

A gázáramlás mérésének megértése

Mielőtt belevágnánk a termikus áramlásmérőkbe, beszéljünk gyorsan arról, miért fontos a gázáramlás mérése. Számos iparágban, mint például az olaj- és gáziparban, a vegyi feldolgozásban és a környezeti megfigyelésben, a pontos gázáramlási sebesség ismerete elengedhetetlen. Segít a folyamatirányításban, a biztonságban és a hatékonyságban. Például egy vegyi üzemben a megfelelő gázáramlási sebesség biztosítja, hogy a reakciók úgy menjenek végbe, ahogy kell. Ha az áramlás túl magas vagy túl alacsony, az az egész folyamatot összezavarhatja, és akár biztonsági kockázatokhoz is vezethet.

Hogyan működnek a termikus áramlásmérők

Oké, hogyan látják el a feladatukat a termikus áramlásmérők? Nos, a hőáramlásmérők a hőátadás elvén működnek. Két fő részük van: egy fűtött érzékelő és egy referenciaérzékelő.

Az alapötlet az, hogy amikor a gáz átfolyik a fűtött érzékelőn, az elvonja a hőt. Az elvett hőmennyiség közvetlenül összefügg a gáz tömegáramával. A referencia-érzékelő viszont nem fűtött, és a gáz környezeti hőmérsékletének mérésére szolgál.

Bontsuk szét még egy kicsit. A termikus áramlásmérőknek két általános típusa van: állandó hőmérséklet és állandó teljesítmény.

Állandó hőmérsékletű termikus áramlásmérők

Az állandó hőmérsékletű termikus áramlásmérőben a fűtött érzékelő és a referenciaérzékelő közötti hőmérsékletkülönbség állandó marad. Amint a gáz átáramlik a fűtött érzékelőn és elvonja a hőt, a mérő automatikusan növeli a fűtött érzékelő teljesítményét, hogy fenntartsa az állandó hőmérséklet-különbséget. A hőmérséklet állandó tartásához szükséges teljesítmény arányos a gáz tömegáramával. Tehát a bemeneti teljesítmény mérésével kiszámolhatjuk, hogy mennyi gáz áramlik.

Állandó teljesítményű hőáramlásmérők

Az állandó teljesítményű hőáramlásmérőknél a fűtött érzékelő meghatározott mennyiségű energiát kap. Ahogy a gáz átáramlik rajta, a fűtött érzékelő hőmérséklete csökken. A mérő ezután méri a hőmérséklet-különbséget a fűtött érzékelő és a referenciaérzékelő között. Ez a hőmérséklet-különbség összefügg a gáz tömegáramával. Minél gyorsabban áramlik a gáz, annál több hőt vesz el, és annál nagyobb a hőmérsékletkülönbség.

A hőáramlásmérők előnyei a gázáramlás mérésére

Számos oka van annak, hogy a hőáramlásmérők népszerűek a gázáramlás mérésére.

• Közvetlen tömegáram mérés: Más áramlásmérőkkel ellentétben, amelyek térfogatáramot mérnek, majd korrigálni kell a hőmérséklet- és nyomásváltozásokhoz a tömegáram eléréséhez, a termikus áramlásmérők közvetlenül mérik a tömegáramot. Ez nagyon hasznos, mert az ipari folyamatokban gyakran a tömegáramlás számít.
• Magas érzékenység: A termikus áramlásmérők nagyon alacsony áramlási sebességeket képesek érzékelni. Ez kiválóan alkalmassá teszi őket olyan alkalmazásokhoz, ahol a gázáramlás kis változásait is figyelemmel kell kísérni, például laboratóriumi körülmények között vagy szivárgásérzékelő rendszerekben.
• Nincsenek mozgó alkatrészek: Mivel a hőáramlásmérőben nincsenek mozgó alkatrészek, kevesebb a kopás és a kopás. Ez alacsonyabb karbantartási költségeket és hosszabb élettartamot jelent a mozgó alkatrészekkel rendelkező áramlásmérőkhöz képest, mint plTurbina áramlásmérő.

A termikus áramlásmérők korlátai

Természetesen egyetlen áramlásmérő sem tökéletes, és a termikus áramlásmérőknek is megvannak a korlátai.

• Gázösszetétel érzékenység: A termikus áramlásmérők érzékenyek a gáz összetételére. A különböző gázok eltérő termikus tulajdonságokkal rendelkeznek, így ha a gáz összetétele megváltozik, az befolyásolhatja a mérés pontosságát.
• Hőmérséklet és nyomás hatásai: Bár a termikus áramlásmérők közvetlenül mérik a tömegáramot, a szélsőséges hőmérsékleti és nyomásviszonyok még mindig hatással lehetnek a teljesítményükre. Nagyon magas hőmérsékletű vagy nagy nyomású környezetben a pontosság csökkenhet.

A hőáramlásmérők alkalmazásai

A termikus áramlásmérőket az alkalmazások széles körében használják.

• Ipari folyamatok: Vegyi üzemekben termikus áramlásmérőket használnak a gázok, például a hidrogén, az oxigén és a nitrogén áramlásának mérésére. Segítenek a reakciók szabályozásában és a végtermékek minőségének biztosításában.
• Környezeti Monitoring: A gyárakból vagy erőművekből származó szennyezőanyag-kibocsátás mérésére a termikus áramlásmérők pontosan mérhetik a gázok, például a szén-monoxid, a kén-dioxid és a metán áramlását.
• HVAC rendszerek: A fűtési, szellőztetési és légkondicionáló rendszerekben termikus áramlásmérőket használnak a levegő áramlásának mérésére. Ez segít fenntartani a megfelelő hőmérsékletet és levegőminőséget az épületekben.

A hőáramlásmérők összehasonlítása más típusú áramlásmérőkkel

Vannak más típusú áramlásmérők is, mint plVortex áramlásmérőés aLDG elektromágneses áramlásmérő. Lássuk, hogyan állnak szemben velük a termikus áramlásmérők.

• Vortex áramlásmérők: A Vortex áramlásmérők az áramlási útvonalon elhelyezett blöff testből származó örvények frekvenciájának mérésével működnek. Jók tiszta folyadékok, gázok és folyadékok nagy áramlási sebességének mérésére. Ezek azonban jobban alkalmasak térfogatáram mérésére, és további számításokat igényelhetnek a tömegáram meghatározásához. A termikus áramlásmérők viszont közvetlenül mérik a tömegáramot, és jobbak az alacsony áramlású alkalmazásokhoz.
• LDG elektromágneses áramlásmérők: Ezek az áramlásmérők az elektromágneses indukció Faraday törvényén alapulnak, és főként vezetőképes folyadékok áramlásának mérésére szolgálnak. Gázáramlás mérésére egyáltalán nem alkalmasak. Tehát, amikor a gázáramlás méréséről van szó, a hőáramlásmérők sokkal jobb megoldást jelentenek.

Következtetés

Szóval, megvan! A termikus áramlásmérők így mérik a gázáramlást. Közvetlen tömegáram mérésüknek, nagy érzékenységüknek és mozgó alkatrészek hiányának köszönhetően számos alkalmazáshoz nagyszerű választás. De vannak korlátaik is, például a gázösszetételre való érzékenység, valamint a szélsőséges hőmérsékleti és nyomásviszonyok.

Ha gázáramlás mérésére alkalmas áramlásmérőt szeretne vásárolni, szívesen segítek kiválasztani az Ön igényeinek leginkább megfelelőt. Legyen szó termikus áramlásmérőről vagy más típusról, széles választékunk van a különböző alkalmazásokhoz. Csak forduljon hozzánk, és megkezdhetjük a beszélgetést az Ön igényeiről és arról, hogyan tudjuk a legjobb megoldást nyújtani Önnek.

Hivatkozások

• Miller, RW (1983). Áramlásmérési mérnöki kézikönyv. McGraw – Hill.
• Spitzer, DW (2001). Áramlásmérés: gyakorlati útmutatók a méréshez és szabályozáshoz. ISA – A Műszerészeti, Rendszerek és Automatizálási Társaság.