Was ist ein Differenzdruck-Durchflussmesser?
Ein Differenzdruck-Durchflussmesser ist ein Durchflussmessgerät, das die Durchflussmenge anhand der Druckdifferenz misst, die entsteht, wenn eine Flüssigkeit durch eine Leitung fließt.
Die Durchflussmenge wird berechnet, indem die Druckdifferenz gemessen wird, die entsteht, wenn die Flüssigkeit durch eine Zwangsstruktur (z. B. eine Blende) fließt, die an der Leitung angebracht ist, in der die Flüssigkeit fließt. Diese Zwangsstruktur verändert die Geschwindigkeit der Flüssigkeit und liefert Informationen, anhand derer die Durchflussrate geschätzt werden kann.
Im Vergleich zu anderen gängigen Durchflussmessern sind sie zu relativ geringen Kosten erhältlich. Sie eignen sich daher für Projekte und Anwendungen mit eingeschränktem Budget. Durch ihre einfache Konstruktion sind sie langlebig und können hohen Temperaturen und hohem Druck standhalten, insbesondere wenn sie aus Metall gefertigt sind. Allerdings haben sie oft einen hohen Druckabfall.
Außerdem haben sie oft einen eingeschränkten Messbereich und liefern möglicherweise keine genauen Messungen für zu hohe oder zu niedrig angesetzte Durchflussmengen. Es ist wichtig, den richtigen Typ für die jeweilige Anwendung auszuwählen. Die Messung erfolgt mit Hilfe von Membranen, Blenden, dem Bernoulli-Theorem usw. Sie zeichnet sich durch niedrige Kosten und eine breite Palette von Anwendungen aus. Darüber hinaus ist keine Kalibrierung des tatsächlichen Durchflusses erforderlich.
Anwendungen von Differenzdruck-Durchflussmessern
Differenzdruck-Durchflussmesser können Gase, Flüssigkeiten und Dämpfe erfassen und zeichnen sich durch ihre geringen Kosten aus. Ein weiterer Vorteil ist, dass sie einfach aufgebaut und leicht zu warten sind. Aufgrund dieser Vorteile werden sie in den folgenden Bereichen eingesetzt:
1. Umweltmessung
Differenzdruck-Durchflussmesser spielen eine wichtige Rolle bei der Umweltüberwachung. So werden sie beispielsweise häufig zur Messung der Abgasdurchflussmengen in Industrieöfen eingesetzt. Da die Abgase von Industrieöfen oft große Rauchgasdurchsätze in Schornsteinen mit großem Durchmesser haben, werden kostengünstige Differenzdruck-Durchflussmesser eingesetzt.
2. Kraftwerke
In Wasserkraftwerken ist es wichtig, die Durchflussmenge des Wassers genau zu messen. Differenzdruck-Durchflussmesser werden zur Messung des Wasserdurchflusses eingesetzt. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Stromerzeugung optimiert und der effektive Betrieb von Wasserkraftwerken sichergestellt.
Differenzdruck-Durchflussmesser werden auch häufig in Dampfkessel- und Turbinenanlagen von Wärmekraftwerken eingesetzt. Differenzdruck-Durchflussmesser werden zur Überwachung der Dampferzeugung und zur Steuerung der Turbinenversorgung eingesetzt.
3. Freizeiteinrichtungen
Freizeiteinrichtungen wie Thermen und öffentliche Badehäuser werden häufig mit Dampf beheizt. Differenzdruck-Durchflussmesser werden manchmal zur Erfassung dieses Dampfdurchsatzes eingesetzt. Die Regelung des Dampfdurchsatzes trägt dazu bei, den Brennstoffverbrauch des Kessels zu senken und den Betrieb der Anlage zu optimieren.
Funktionsweise von Differenzdruck-Durchflussmessern
Das Messfunktionsweise von Differenzdruck-Durchflussmessern lässt sich anhand des Satzes von Bernoulli erklären. Differenzdruck-Durchflussmesser messen den Durchfluss durch eine Blende oder eine andere Zwangskonstruktion in der Rohrleitung. Die Flüssigkeit, die durch das Hindernis fließt, nimmt an Geschwindigkeit zu und gleichzeitig an Druck ab. Der Differenzdruck wird von Drucksensoren gemessen, die an den stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Anschlüssen der Drosselstelle angebracht sind.
Der Differenzdruckwert steht in engem Zusammenhang mit der Geschwindigkeit des Fluids, so dass eine Schätzung der Durchflussmenge des Fluids möglich ist. In der Regel ist der Differenzdruckwert proportional zur Quadratwurzel der Durchflussmenge. Anhand der Kenndaten des Differenzdruck-Durchflussmessers und der eingestellten Koeffizienten lässt sich aus diesem Differenzdruck die tatsächliche Durchflussmenge des Fluids berechnen.
Vor der Messblende muss ein relativ langes gerades Rohr installiert werden, da der Durchfluss vor der Messblende bei der Messung stabil sein muss. Die Länge der geraden Rohrleitung muss das 5- bis 10-fache des Rohrdurchmessers betragen.
Arten von Differenzdruck-Durchflussmessern
Es gibt verschiedene Arten von Differenzdruck-Durchflussmessern. Nachstehend sind Beispiele für Differenzdruck-Durchflussmessern aufgeführt:
1. Blenden-Durchflussmessgeräte
Blenden-Durchflussmesser sind Differenzdruck-Durchflussmesser, die eine Platte mit kreisförmigen oder ovalen Löchern verwenden, um den Durchfluss einer Flüssigkeit zu messen. Diese Platte wird als Messblende bezeichnet. Der Druckunterschied, der beim Durchgang der Flüssigkeit durch die Blende entsteht, wird gemessen, um die Durchflussmenge zu ermitteln.
Sie ist einfach aufgebaut und wird häufig zu relativ geringen Kosten verwendet. Es wird häufig zur Kontrolle des Dampfverbrauchs und zur Messung der Abgasmengen verwendet.
2. Venturi-Durchflussmesser
Venturi-Durchflussmesser sind röhrenförmige Differenzdruck-Durchflussmesser mit einer konischen Einschnürung. Wenn die Flüssigkeit durch den Venturi-Zähler fließt, nimmt die Geschwindigkeit zu und der Druck sinkt gleichzeitig. Durch Messung der Druckdifferenz kann die Durchflussmenge geschätzt werden.
Sie haben eine hohe Messgenauigkeit und eignen sich für die Durchflussmessung in einem weiten Bereich.
3. Pitotrohr-Durchflussmesser
Ein Pitotrohr ist ein röhrenförmiges Gerät, an dem eine konische Sonde angebracht ist. Änderungen der Flüssigkeitsgeschwindigkeit führen zu einer Druckdifferenz an der Spitze des Pitotrohrs. Durch Messung des Druckunterschieds an der Spitze des Pitotrohrs können die Geschwindigkeit und die Durchflussmenge der Flüssigkeit geschätzt werden.
Weit verbreitet für die Messung von Durchflussmengen, insbesondere von Gasen.