Zusammenhang Zwischen Den Durchfluss-Messgrößen - Tetratec Instruments Lmf Serie Referenzhandbuch

11.2 Zusammenhang zwischen den Durchfluss-Messgrößen
Gase sind kompressible Medien und Gasdurchflüsse sind damit von der Dichte abhängig. Mit Hilfe der
Kontinuitätsgleichung (Gesetz der Massenerhaltung) lässt sich für die Strömung eines Gases
folgender Zusammenhang angeben:
m
Dieser Zusammenhang verdeutlicht, dass die verschiedenen Volumenströme jederzeit über das
Dichteverhältnis ineinander umgerechnet werden können. Im folgenden Kapitel sollen die
verschiedenen Volumenströme, die das LMF berechnet kurz erläutert werden.
Das LMF stellt unter anderem folgende Durchfluss-Messgrößen zur Verfügung:
aktueller Volumenstrom (QVac)
•
Massenstrom (QMas)
•
Normvolumenstrom (QVno)
•
Bezugsvolumenstrom (RQva)
•
Aktueller Volumenstrom (QVac)
Der aktuelle Volumenstrom (QVac) wird am Eingang des Volumenstrom-Messsystems (z. B. LFE)
ermittelt. Er ist die primäre Größe des LMF. Der aktuelle Volumenstrom ergibt sich aus dem
Druckabfall über dem LFE (Differenzdruck) in Verbindung mit den Kalibrierdaten des LFE (siehe ggf.
Kalibrierprotokoll). Bei Laminar-Flow-Elementen ist die Grundlage hierfür das Gesetz von Hagen -
Poiseuille über den Druckabfall in geraden Rohren, die laminar durchströmt werden. Korrigiert wird
der aktuelle Volumenstrom über das Verhältnis Kalibrierviskosität zu aktueller Viskosität. Die
Kalibrierbedingungen sind die Bedingungen, die bei der Kalibrierung des LFE herrschten und sind aus
den Kalibrierdatenblättern der LFE zu entnehmen.
Der aktuelle Volumenstrom ist als "Fläche" x "Strömungsgeschwindigkeit" = "Volumen pro Zeit" zu
verstehen.
SI-Einheit: m³/s
Massenstrom (QMas)
Der Massenstrom ist in nach außen dichten Abschnitten eines Rohrleitungssystems eine
Erhaltungsgröße. Zur Berechnung des Massenstroms wird der aktuelle Volumenstrom mit der
aktuellen Dichte (bei aktueller Temperatur, aktuellem Absolutdruck und aktueller Feuchte) multipliziert.
SI-Einheit: kg/s
Normvolumenstrom (QVno)
Der Normvolumenstrom ist ein Volumenstrom bezogen auf eine Normdichte. Die Normdichte wird in
der Regel durch Angabe des Mediums (z. B. Luft) und der Normbedingungen (Druck, Temperatur,
Feuchte) festgelegt. Da es verschiedene internationale und nationale Normen und darüber hinaus
davon abweichende Werksnormen gibt, ist die Angabe eines Normvolumenstroms nur dann sinnvoll,
wenn bekannt ist, auf welche Normbedingungen sich die Angabe bezieht. Beispiele für verschiedene
Normbedingungen:
ANSI
ISO 6358
DIN 1343
DIN 2533
Die in Ihrem System verwendeten Normbedingungen sind in den Parametern S0101, S0102 und
S0103 festgelegt. Beachten Sie, dass dort die Werte in SI-Einheiten angegeben werden müssen.
Berechnet wird der Normvolumenstrom, in dem der Massenstrom durch die Normdichte dividiert wird.
Da die Normbedingungen, einmal gewählt, festgelegt sind, bleibt die Umrechnung zum Massenstrom
immer in einem konstanten Verhältnis, d. h. der Normvolumenstrom ist nichts anderes als ein
möglicherweise anschaulicheres Synonym für den Massenstrom. Insbesondere hat der Begriff
„Normvolumenstrom" nicht notwendigerweise etwas mit irgendeiner Prüfnorm zu tun!
SI-Einheit: m³/s
Bezugsvolumenstrom (RQva)
Der Bezugsvolumenstrom ist ein berechneter aktueller Volumenstrom bezogen auf eine Bezugsdichte.
Diese kann ähnlich wie ein Normvolumenstrom über fest definierte Bezugsbedingungen Druck,
Temperatur und Feuchte festgelegt werden, häufiger interessiert man sich aber zum Beispiel für den
aktuellen Volumenstrom am Eingang eines Prüflings, da die Bedingungen dort in der Regel andere
LMF V7.0
ρ
& = = ⋅ =
QM QV
as
1013,25 mbar 21,11°C
1000 mbar
1013,25 mbar
1013,25 mbar
ρ ρ
⋅ = ⋅
QV QV
ac ac no no
0 % relative Feuchte
20°C 0 % relative Feuchte
0°C 0 % relative Feuchte
15°C 0 % relative Feuchte
Referenzhandbuch
ρ
= ⋅
QV
re re
LMF
Seite 125