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3 Grundlagen
3.1 Messprinzip
·
Normvolumenstrom
V
N
Volumenstrom eines Gases unter festgelegten Normbedingungen. Bei der Messung von Gasen haben Temperatur und
Druck einen großen Einfluss auf den gemessenen Betriebsvolumenstrom. Der gemessene Betriebsvolumenstrom kann
vom Messumformer in den Normvolumenstrom
·
·
T
p
1
N
V
=
V
·
---- -
·
-----
·
-- -
N
p
T
K
N
mit
·
V
– Normvolumenstrom
N
·
V
– Betriebsvolumenstrom
p
– Normdruck (Absolutwert)
N
p
– Betriebsdruck (Absolutwert)
T
– Normtemperatur in K
N
T
– Betriebstemperatur in K
K
– Kompressibilitätszahl des Gases: Verhältnis der Realgasfaktoren des Gases bei Betriebsbedingungen und bei
Normbedingungen Z/Z
Für die Einstellung des Normdrucks p
Gases K ist im Datensatz des Fluids enthalten oder kann vom Benutzer eingegeben werden. Die Betriebstemperatur T
und der Betriebsdruck p können über die Eingänge in den Messumformer eingespeist oder als feste Werte eingegeben
werden.
m ·
Massenstrom
·
m ·
=
V
· ρ
Die Masse des Fluids, die in einer bestimmten Zeit durch das Rohr fließt. Der Massenstrom ergibt sich aus dem Produkt
·
des Volumenstroms
V
und der Dichte ρ.
3.1.2
Messen der Strömungsgeschwindigkeit
Die Signale werden von einem Sensorpaar abwechselnd in und entgegen der Flussrichtung gesendet und empfangen.
Wenn das Fluid, in dem sich die Signale ausbreiten, fließt, werden die Signale mit dem Fluid mitgeführt.
Diese Verschiebung bewirkt beim Signal in Flussrichtung eine Verkürzung und beim Signal entgegen der Flussrichtung
eine Verlängerung des Schallwegs (siehe Abb. 3.1 und Abb. 3.2).
Dadurch ändern sich auch die Laufzeiten. Die Laufzeit des Signals in Flussrichtung ist kürzer als entgegen der Flussrich-
tung. Die Laufzeitdifferenz ist proportional zur mittleren Strömungsgeschwindigkeit.
Die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ergibt sich aus:
t
---------- -
v = k
· k
·
Re
a
2 t
mit
v
– mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Fluids
k
– strömungsmechanischer Kalibrierfaktor
Re
k
– akustischer Kalibrierfaktor
a
Δt
– Laufzeitdifferenz
t
– Laufzeit im Fluid
γ
12
(Standardvolumenstrom
·
V
umgerechnet werden:
N
N
und der Normtemperatur T
N
·
V
)
S
siehe Abschnitt 18.3. Die Kompressibilitätszahl des
N
FLUXUS G809
2020-06-25, UMFLUXUS_G809V2-2DE
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