Fluidströmung entsteht durch die Bewegung von flüssigen und gasförmigen Stoffen und Drucksensoren spielen eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung vieler Aspekte der Fluidströmung.
Die Fluiddynamik bietet die Möglichkeit, die Parameter zu verstehen, die die Fluidströmung beeinflussen.
In diesem Zusammenhang bezieht sich der Begriff „Fluid“ entweder auf Flüssigkeiten oder Gase.
Warum die Strömung messen?
In verschiedenen industriellen Prozessen ist es entscheidend, die Rate der Fluidströmung innerhalb eines Systems als Ganzes oder in Teilen genau zu messen.
Dies gilt für Gase und Flüssigkeiten, die integraler Bestandteil des Prozesses sind, ebenso wie für Druckluft, Wasser oder Dampf, die für den Betrieb einer Anlage unerlässlich sind.
Der Begriff Durchfluss beschreibt eine Vielzahl von Flüssigkeitsbewegungen, wie z. B. das Blasen durch die Luft, das Fließen durch ein Rohr oder das Laufen entlang einer Oberfläche. Ein Durchflussmesser wird verwendet, um die Rate des Flüssigkeits- oder Energieflusses zu messen, um den Prozess zu steuern und so sicherzustellen, dass das Endprodukt die entsprechende Qualität hat.
Der Fluss einer Flüssigkeit kann auf eine Vielzahl von verschiedenen Arten klassifiziert werden, basierend auf den verschiedenen Eigenschaften des Flusses.
Schlüsselkonzepte der Fluiddynamik
Hier sind einige der wichtigsten fluiddynamischen Konzepte, wenn man versucht, die Fluiddynamik zu verstehen.
Wenn Fluide fließen, sind die Dichte und der Druck der Fluide ebenfalls entscheidend, um zu verstehen, wie sie interagieren werden.
Die Viskosität bestimmt, wie widerstandsfähig die Flüssigkeit gegenüber Veränderungen ist, und ist daher ebenfalls essentiell für die Untersuchung der Bewegung der Flüssigkeit. Hier sind einige der Variablen, die in diesen Analysen auftauchen:
- Viskosität: μ
- Dichte: ρ
- Kinematische Viskosität: ν = μ / ρ
Die Reynolds-Zahl (Re) ist ein dimensionsloser Geschwindigkeitswert, der verwendet wird, um Strömungsmuster vorherzusagen. Sie ist eine Funktion der Trägheitskraft (ρ u L) und der Viskositäts- oder Reibungskraft (μ).
Die Bernoulli-Gleichung (oder das Bernoulli-Prinzip) wird verwendet, um Flüssigkeitsgeschwindigkeiten durch Druckmessungen zu bestimmen.
Ausgehend von den Voraussetzungen einer nicht-viskosen, stetigen, inkompressiblen Strömung bei konstanter Temperatur.
- P + ½ρv2 + ρgy = konstant
- P = Druck
- v = Geschwindigkeit
- ρ = Dichte des Fluids
- g = Schwerkraft
- y = Höhe
Der Venturi-Effekt und das Bernoulli-Prinzip
Definition Venturi-Prinzip: Eine Erhöhung der Flüssigkeitsgeschwindigkeit führt zu einer Abnahme des Innendrucks.
Das Venturi-Prinzip gehört wegen seiner Zuverlässigkeit und Einfachheit zu den gebräuchlichsten Durchflussmessern.
Das Venturi-Messgerät (auch bekannt als Differenzdruck-Durchflussmesser) ist eine Anwendung der Bernoulli-Gleichung.
Das Venturidurchflussmessgerät misst den Durchfluss eines Fluids, indem es die Durchflussquerschnittsfläche im Strömungsweg verringert und eine Druckdifferenz erzeugt.
Ohne bewegliche Teile oder abrupte Durchflussbegrenzungen kann das Venturi-Durchflussmessgerät den Durchfluss einer Flüssigkeit mit einem minimalen Gesamtdruckverlust messen. Ein Venturi-Durchflussmesser benötigt zwei Druck- und eine Temperaturmessung, um den Durchfluss genau zu bestimmen.
Anwendungen Venturi-Durchflussmessgeräte:
Das Venturi-Durchflussmessgerät wird in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen eingesetzt, die Gas, Flüssigkeiten, Schlämme und andere Prozesse umfassen, bei denen ein permanenter Druckverlust nicht akzeptabel ist.
Das Venturi wird in Rohren mit großem Durchmesser verwendet, wie sie in Kläranlagen zu finden sind. Aufgrund ihres allmählich abfallenden, glatten Designs ermöglicht sie das Durchströmen von Feststoffpartikeln.
Das Venturidurchflussmessgerät kann daher für Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ein hoher Feststoffanteil (z.B. verschmutzte Flüssigkeiten) vorliegt oder eine hohe Druckrückgewinnung erwünscht ist.
Die Temperaturen und Drücke von Chemikalien in einer Pipeline haben keinen Einfluss auf die Genauigkeit eines Venturi-Durchflussmessers und werden deshalb auch in Rohöl-Pipelines eingesetzt.
Vorteile Venturi-Durchflussmesser:
- Einfache Bedienung
- Geringe Druckverluste
- Toleranz von hohen Feststoffanteilen
- Langfristige Zuverlässigkeit
- Keine beweglichen Teile
- Einbau in jeder Richtung möglich: horizontal, vertikal und schräg
Nachteile Venturi-Durchflussmesser:
- Teuer
- Schwer zu inspizieren und zu warten aufgrund der Konstruktion
- Schlechtes Turndown-Verhältnis
- Kritische Installationsanforderungen