Що таке масовий витратомір і як він працює?

Зміст

Що таке масовий витратомір і як він працює?
Витратоміри: як вони працюють?
Різні типи вимірювачів масової витрати
Коріолісові масові витратоміри
Термічні масові витратоміри
Найпоширеніші застосування масових витратомірів
Витратоміри: які їхні обмеження?
Потенційні проблеми з масовими витратомірами
Історія вимірювання масової витрати
Об’ємний потік і масовий потік проти вимірювання
Типове застосування вимірювання масової витрати

Що таке масовий витратомір і як він працює?

Масовий витратомір - це пристрій, який використовується для точного вимірювання масової витрати рідини в трубі. На відміну від об’ємної витрати, яка вимірює об’єм за одиницю часу, масова витрата вимірює масу за одиницю часу.
Вимірювання масової витрати має важливе значення для створення рецептів, відстеження використання матеріалів, виставлення рахунків і передачі прав власності в різних галузях промисловості. Точність і надійність визначення масового потоку є найважливішими вимірюваннями потоку на переробному підприємстві.

Витратоміри: як вони працюють?

Для вимірювання масової витрати використовуються дві технології потоку: коріолісовий витратомір і теплові масові витратоміри . Лічильники Коріоліса, також відомі як витратоміри Коріоліса, використовують ефект Коріоліса для визначення масової витрати. Коли рідина проходить через трубу та відчуває прискорення Коріоліса внаслідок механічного введення видимого обертання, відхиляюча сила, створена ефектом інерції Коріоліса, залежить від масової швидкості потоку рідини.
Термічний масовий витратомір може безпосередньо вимірювати масову витрату рідин і газів на основі принципів теплопередачі, використовуючи нагрівальний елемент і датчики температури.

Різні типи вимірювачів масової витрати

Коріолісові масові витратоміри

Ці вимірювачі, які називаються прискоренням Коріоліса, вимірюють масову швидкість потоку шляхом визначення результуючого кутового моменту.
Ефект інерції Коріоліса створює видиме обертання в трубі, яка тече з рідиною, створюючи відхиляючу силу, яка змінюється залежно від масової швидкості потоку рідини.

Термічні масові витратоміри

Теплові масові витратоміри забезпечують безпосереднє вимірювання масової витрати газу та рідини. Ці лічильники можуть працювати, нагріваючи потік рідини та відстежуючи зміну температури, або підтримуючи постійну температуру зонда та вимірюючи необхідну енергію. Типовий тепловий масовий витратомір складається з двох датчиків температури та електричного нагрівача, розміщеного між ними, або вставленого в потік рідини, або розташованого зовні труби.

Найпоширеніші застосування масових витратомірів

Для точного та надійного вимірювання витрати в критичних процесах, таких як хімічні реакції та рецептурні рецептури, масові витратоміри часто використовуються на переробних підприємствах. Вони допомагають у моніторингу та контролі операцій, пов’язаних із масою, а також у визначенні матеріального балансу та виставленні рахунків і передачі на зберігання.

Дослідіть численні застосування коріолісових масових витратомірів у різних галузях промисловості та наукових установах. Ці універсальні вимірювачі можуть точно вимірювати масову витрату, щільність, температуру та в’язкість як корозійних, так і чистих речовин. Термічні масові витратоміри також широко використовуються для моніторингу та контролю пов’язаних з масою процесів, таких як хімічні реакції.

Термічні масові витратоміри зазвичай використовуються в різноманітних програмах, пов’язаних з потоком газу, наприклад, для вимірювання повітря для горіння в котлах, напівпровідникових газів у хімічній і нафтохімічній промисловості та навіть у дослідженнях і розробках. На них також покладаються під час газової хроматографії, перевірки фільтрів і витоків, а також виявлення стислих парів і газів. Однією з їхніх ключових переваг є здатність точно вимірювати низькі витрати та швидкості газу, навіть до 25 футів на хвилину, чого неможливо досягти за допомогою інших пристроїв. При роботі в режимі постійної різниці температур теплові витратоміри пропонують високу діапазонність від 10:1 до 100:1.

З іншого боку, якщо надходження тепла залишається незмінним, виявлення незначних коливань температури стає складним завданням, що впливає на точність і радіус дії. За типових умов потоку похибки вимірювання зазвичай знаходяться в межах 1-2% повного діапазону шкали.

Витратоміри: які їхні обмеження?

Масові витратоміри мають широкий діапазон можливостей і точності, але їх ефективність обмежена через потенційні фактори навколишнього середовища та помилки під час зчитування, обчислення та налаштування. Це може призвести до зниження ефективності, можливого пошкодження обладнання та, зрештою, зниження точності.

Потенційні проблеми з масовими витратомірами включають:

• • Масові витратоміри Коріоліса найкраще працюють при високих швидкостях потоку, що, у свою чергу, створює значні перепади тиску.
• • Хоча ціна коріолісових лічильників може бути вищою, ніж інші витратоміри, вони не можуть вмістити труби більшого розміру, максимальний розмір масового витратоміра Коріоліса Silver Automation Instruments становить 10 дюймів, але не може бути більшим.
• • На теплові масові витратоміри може впливати конденсація вологи (особливо в насичених газах) на детекторі температури. Це може спричинити неточні показання термометра та потенційно призвести до корозії.
• • Будь ласка, зверніть увагу, що теплові масові витратоміри можуть бути пошкоджені покриттям або накопиченням матеріалу на датчику, що може перешкоджати передачі тепла та призводити до нижчих показань лічильника, тому необхідна регулярна чистка, якщо газ забруднений.
• • Зверніть увагу, що на термічні масові витратоміри можуть впливати зміни в складі газу, зокрема щодо питомої теплоти. Вам потрібно налаштувати тепловий масовий витратомір, щоб змінити тип газу.

Історія вимірювання масової витрати

• • Раніше масову витрату зазвичай визначали шляхом об’єднання результатів об’ємного витратоміра та денситометра. Щільність вимірювали або безпосередньо, або розраховували з використанням даних датчиків температури та тиску. Однак ці вимірювання часто були неточними через невизначене співвідношення між тиском/температурою процесу та щільністю. Крім того, кожен датчик вносив власну помилку, і обчислення не були достатньо швидкими, щоб зафіксувати раптові зміни потоку.
• 
  
• • Рання конструкція автономних масових витратомірів, для роботи яких використовувався кутовий момент. Крильчатка, що приводиться в дію двигуном, прискорює рідину до постійної кутової швидкості, вимагаючи більшого кутового моменту для більшої щільності. Потім на нерухому турбіну, утримувану пружиною, було піддано цьому кутовому моменту за робочим колесом.
• 
  
• Вихідний крутний момент (кручення пружини) вказував на масову витрату. Усі ці лічильники мали складну механічну конструкцію. Спочатку використовувався для вимірювання палива для літаків, деякі з них використовуються й сьогодні. Однак через складну конструкцію та високі витрати на технічне обслуговування вони поступово витісняються більш довговічними та невибагливими в обслуговуванні конструкціями.
• 
  
• Загальний масовий потік суспензій також можна виміряти шляхом поєднання точного датчика рівня з денситометром або за допомогою двох передавачів d/p, встановлених у нижній частині атмосферного бака на різних висотах. В останньому випадку вихідний сигнал верхньої комірки d/p змінюється залежно від рівня резервуара, а нижня вимірює щільність матеріалу на фіксованій відстані висоти. Цей перепад тиску визначає щільність матеріалу в баку.

Об’ємний потік і масовий потік проти вимірювання

Вимірювання масової витрати та вимірювання об’ємної витрати є ключовими методами для визначення потоку в системі. Ці поняття тісно пов’язані, але мають чіткі відмінності. Вимірювання масової витрати зосереджується на масі середовища, що рухається через систему за певний проміжок часу, зазвичай вимірюється в грамах на секунду. Одиницями витрати, які ми зазвичай використовуємо, є кг/год, кг/с, т/год, барель/хв, фунт/год тощо. Коріолісовий витратомір і термічний масовий витратомір можуть безпосередньо вимірювати масову витрату, однак ми також можемо отримати результат масової витрати шляхом непрямого вимірювання витрати, наприклад, вихровий витратомір із датчиками температури та тиску для обчислення масової витрати.

Вимірювання об’ємної витрати передбачає визначення того, скільки місця маса займає протягом певного часу, зазвичай у літрах на секунду. І це, і інше вимірювання вимірюють швидкість, з якою щось тече через систему. Крім того, вони зазвичай використовуються разом з іншими вимірюваннями, щоб отримати повне розуміння всієї системи. Нормальна одиниця витрати – м3/год, л/м, галлон за хвилину тощо.
Об’ємний витратомір звичайного використання — об’ємний витратомір, турбінний витратомір, електромагнітний витратомір, ультразвуковий витратомір тощо.

Типове застосування вимірювання масової витрати