Die genaue Messung des Flüssigkeitsdurchflusses ist in vielen Branchen von entscheidender Bedeutung. Rotationsdurchflussmesser sind weit verbreitet. Es bleibt jedoch die Frage: Können sie zur Messung des Durchflusses von Kolbenpumpen eingesetzt werden? Die Antwort lautet nein. Dieser Artikel analysiert die Gründe für diese Einschränkung.
Inhaltsverzeichnis
- Einführung in Kolbenpumpen
- Einführung in den Rotationsdurchflussmesser und sein Funktionsprinzip
- Strömungseigenschaften von Kolbenpumpen
- Gründe, warum Kolbenpumpen keine Rotationsdurchflussmesser verwenden können
- Alternative Methoden zur Messung des Kolbenpumpendurchflusses
- Endlich
1. Einführung in die Kolbenpumpe
Eine Kolbenpumpe ist eine Verdrängerpumpe, die Flüssigkeiten durch die lineare Bewegung eines Kolbens oder Plungers in einem Zylinder pumpt. Solche Pumpen werden häufig in Branchen wie der Öl- und Gasindustrie, der Petrochemie, der Lebensmittelindustrie und der Pharmaindustrie eingesetzt.
Vorteile von Kolbenpumpen:
- Erzeugt sehr hohen Druck.
- Variabler und pulsierender Durchfluss
- Hohe Effizienz
- Kann Flüssigkeiten unterschiedlicher Viskosität pumpen.
2. Einführung in den Rotationsdurchflussmesser und sein Funktionsprinzip.
Ein Flüssigkeitsdurchflussmesser ist eines der einfachsten und gebräuchlichsten Geräte zur Messung des Flüssigkeitsdurchflusses und funktioniert nach dem Ausstoßprinzip.
Die Hauptkomponenten eines Rotationsdurchflussmessers:
- ein konisches Rohr aus Glas oder Metall
- Ein Schwimmer, der sich in einer Röhre bewegt.
- Messskala
Funktionsprinzip:
Flüssigkeit tritt von unten in den Durchflussmesser ein und bewegt den Schwimmer nach oben. Mit zunehmender Durchflussrate steigt der Schwimmer nach oben und seine Position auf der Skala zeigt die Durchflussrate an.
3. Strömungseigenschaften von Kolbenpumpen
Der Ausgangsstrom einer Kolbenpumpe weist einzigartige Eigenschaften auf, die den Einsatz eines Rotationsdurchflussmessers zu einer Herausforderung machen:
a) Pulsierender Charakter des Stroms:
- Durch die Bewegung des Kolbens oder Stößels entsteht ein Wechselstrom.
- In jedem Zyklus ändert sich die Durchflussrate von Null auf ihren Maximalwert und dann wieder auf Null.
- Rotationszähler können diese schnellen Schwankungen nicht erfassen.
b) Schnelle Änderungen der Durchflussrate:
- Die Durchflussmenge ändert sich ständig.
- Durchflussmesser sind so konzipiert, dass sie eine konstante Durchflussrate liefern.
- Das Schiff ist nicht in der Lage, seine Position anhand der momentanen Geschwindigkeit anzupassen .
c) Hydraulischer Stoßdämpfer:
- Das plötzliche Ein- und Ausschalten des Luftstroms kann zu schweren Stromschlägen führen.
- Diese Effekte können die Struktur des Rotameters beschädigen.
4. Gründe, warum Kolbenpumpen keine Rotationsdurchflussmesser verwenden können
4.1 Einschränkungen bei der Arbeit mit schnellen Änderungen
Rotationsdurchflussmesser werden zur Messung konstanter Durchflussraten verwendet. Sie reagieren langsam und können die schnellen Änderungen der Durchflussraten, die in Kolbenpumpen auftreten, nicht bewältigen. Der Schwimmer eines Rotationsdurchflussmessers kann seine Position aufgrund von Trägheit und Reibung nicht schnell ändern.
4.2 Großer Messfehler
Da die Durchflussrate ständig schwankt, schwankt der Schwebekörper des Rotameters zwischen Minimal- und Maximalwerten, was das Ablesen des korrekten Wertes erschwert. Diese Schwankungen können zu Messfehlern von bis zu 50 % oder mehr führen.
4.3. Mechanische Zerbrechlichkeit
Durch den Betrieb einer Kolbenpumpe verursachte Durchflusspulsationen und hydraulische Stöße können zu folgenden Folgen führen:
- Das Glasrohr des Glas- Drehdurchflussmessers ist gebrochen.
- Verformung mechanischer Teile
- Schnelle Korrosion von Schwimmern und Rohren.
4-4. Kavitation und Blasen
Druckschwankungen in Kolbenpumpensystemen können zu Blasenbildung oder Kavitation führen , was die Leistung des Durchflussmessers beeinträchtigen kann.
4.5 Kalibrierungsprobleme
Der Rotationsdurchflussmesser ist für einen gleichmäßigen Durchfluss kalibriert. Unter pulsierenden Durchflussbedingungen ändern sich die Kalibrierbedingungen und die Messgenauigkeit nimmt ab.
ACCUDRAW Primärflüssigkeitssysteme
5. Alternative Methoden zur Messung des Kolbenpumpendurchflusses
5-1. Verwendung des Messbehälters
- Der einfachste Weg , den Durchschnittsverbrauch zu messen
- Es sammelt Flüssigkeit für einen bestimmten Zeitraum in einem Vorratstank.
- Messen Sie das Volumen und berechnen Sie die durchschnittliche Durchflussrate
5-2. Verdrängungsdurchflussmesser
- Geeignet für Impulsstrom
- Hohe Präzision
- Zum Beispiel: Kolben-, Zahnrad- und Membran-Durchflussmesser.
5-3. Elektromagnetischer Durchflussmesser
- Unempfindlich gegenüber schnellen Stromänderungen
- Leitfähige Flüssigkeit erforderlich
- relativ hoher Preis
5-4. Ultraschall-Durchflussmesser
- Auf den Impulsstrom wird das Laufzeitverfahren angewendet.
- Installation ohne Kontakt mit Flüssigkeiten
- Möglichkeit zur Messung der momentanen Durchflussrate
5-5. Verwendung eines Herzschrittmachers
- Installieren Sie Dämpfer an den Rohren, um Vibrationen zu reduzieren.
- Nachdem die Schwingungen reduziert wurden, kann ein Rotationsdurchflussmesser eingesetzt werden.
- Mehrkosten für den Einbau von Stoßdämpfern
6. Fazit
Aufgrund der für Kolbenpumpen typischen schnellen Schwingungen und starken Pulsationen sind Rotationsdurchflussmesser für die Durchflussmessung in diesen Pumpen nicht geeignet. Ihre Hauptnachteile sind eine langsame Reaktionszeit, große Messfehler, Anfälligkeit für mechanische Beschädigungen und Schwierigkeiten bei der Kalibrierung. In diesen Fällen sind alternative Methoden wie Verdrängungsdurchflussmesser, magnetisch-induktive Durchflussmesser oder Ultraschall-Durchflussmesser vorzuziehen. Die Auswahl eines geeigneten Messverfahrens sollte auf Kriterien wie der erforderlichen Genauigkeit, den Kosten, der Art des Mediums und den Betriebsbedingungen basieren.