Массовый расходомер CO2

Содержание

Проблемы измерения объемного расхода CO2
Значение массовых расходомеров CO2 в промышленном производстве
Соотношение между объемным расходом и массовым расходом
Косвенные массовые расходомеры и их ограничения
Прямые массовые расходомеры: точное измерение без компенсации параметров
Типы прямых массовых расходомеров для измерения CO2
Тепловой массовый расходомер для измерения расхода газа CO2
Как работает тепловой массовый расходомер для CO2?
Преимущества использования термического расходомера для измерения массового расхода CO2
Расходомер массы Кориолиса для измерения CO2
Как работает кориолисовый расходомер для измерения массового расхода CO2
Характеристики расходомера массового расхода CO2
Расходомер Кориолиса для измерения расхода криогенного CO2
Микро-расходомер CO2
Тепловые газовые микрорасходомеры
Микрорасходомеры Кориолиса

Проблемы измерения объемного расхода CO2

Большинство расходомеров CO2, которые сегодня широко используются, предназначены для измерения объемного расхода газа. Однако, поскольку на объем газа CO2 влияют его температура, давление и другие параметры, любые изменения этих условий требуют корректировки измеренного объемного расхода до соответствующего значения в стандартных или согласованных условиях. На практике частые колебания температуры и давления затрудняют, а порой и делают невозможным своевременное выполнение этих преобразований. Следовательно, растет предпочтение использования массовых расходомеров для измерения газа CO2.

Значение массовых расходомеров CO2 в промышленном производстве

В промышленном производстве массовые расходомеры CO2 необходимы для контроля качества продукции, определения соотношений смешивания различных материалов в процессе производства, ведения учета затрат и обеспечения автоматической корректировки производственного процесса. По мере развития технологий промышленного производства и повышения автоматизации процессов важность измерения массового расхода CO2 продолжает расти.

Соотношение между объемным расходом и массовым расходом

Соотношение между объемным расходом qv и массовым расходом qm определяется по формуле:

(1-1)

или

(1-2)

Где:

• ρ — плотность измеряемой жидкости, в кг/м³;
• A — площадь поперечного сечения потока (обычно поперечное сечение трубопровода), м²;
• V — средняя скорость потока на участке А, м/с.

Косвенные массовые расходомеры и их ограничения

Расходомеры CO2 можно разделить на две категории: косвенные (или производные) и прямые. Косвенные расходомеры сначала измеряют объемный расход CO2, а затем умножают его на плотность жидкости, что достигается с помощью денситометра и множителя. Из-за ограничений своей структуры и компонентов денситометры не могут эффективно работать в условиях высокой температуры и давления, и поэтому полагаются на фиксированное значение плотности для расчета массового расхода. Однако, поскольку плотность жидкости меняется в зависимости от давления и температуры, использование фиксированного значения плотности в изменяющихся условиях приводит к значительным ошибкам измерения массового расхода, что требует компенсации параметров. Это привело к разработке расходомеров с компенсацией температуры и давления, которые определяют температуру и давление жидкости и автоматически преобразуют их в соответствующее значение плотности с помощью математической модели. Произведение этого значения плотности и объемного расхода обеспечивает измерение массового расхода. Таким образом, этот тип расходомера называется массовым расходомером с компенсацией температуры и давления и широко используется в промышленности.

Прямые массовые расходомеры: точное измерение без компенсации параметров

С другой стороны, прямые массовые расходомеры измеряют величины, напрямую связанные с массовым расходом, гарантируя, что выходной сигнал, представляющий массовый расход, не зависит от давления, температуры и других параметров среды. Этот подход решает сложности и неточности, связанные с предположениями о линейности между плотностью, температурой и давлением в различных условиях, а также громоздкую природу компенсации температуры и давления.

Типы прямых массовых расходомеров для измерения CO2

Прямые массовые расходомеры определяют массовый расход напрямую через свои измерительные элементы. Существует несколько типов прямых массовых расходомеров, включая импульсные и моментные типы, типы инерционной силы, кориолисовы массовые расходомеры, типы дифференциального давления, вибрационные типы и термические массовые расходомеры.

Тепловой массовый расходомер для измерения расхода газа CO2

Как работает тепловой массовый расходомер для CO2?

Тепловой массовый расходомер , тип прямого массового расходомера, в последние годы быстро развивается. Его основной принцип работы заключается в использовании внешнего источника тепла для нагрева измеряемого CO2 и последующего обнаружения изменений в температурном поле, вызванных потоком CO2, для определения массового расхода CO2. Это изменение температурного поля указывается разницей температур между верхним и нижним концами нагревателя. Соотношение между массовым расходом qm жидкости и разницей температур на нагревателе определяется по формуле:

(1-3)

Где:

• P - мощность нагревателя,
• J — тепловой эквивалент,
• Cp — удельная теплоёмкость при постоянном давлении жидкости,
• Δt — разница температур между передним и задним концами нагревателя.

Из этого уравнения можно заметить, что в методе постоянной мощности разность температур Δt обратно пропорциональна массовому расходу CO2 qm . Измеряя разность температур Δt , можно определить массовый расход qm . Наоборот, в методе постоянной разности температур входная мощность нагревателя P прямо пропорциональна массовому расходу qm . Измеряя входную мощность нагревателя P , можно получить значение qm . Метод постоянной разности температур обычно предпочтительнее на практике из-за его более простого соотношения и более легкого процесса измерения; массовый расход CO2 qm можно определить напрямую, считывая мощность P с измерителя мощности, что делает его широко используемым.

Преимущества использования термического расходомера для измерения массового расхода CO2

√ Он может напрямую измерять массовый расход газа CO2, что имеет большое значение для контроля количества входящего технологического газа и производственного процесса.
√ Датчик теплового расходомера газа не имеет движущихся частей при измерении расхода газа, поэтому механический износ и техническое обслуживание отсутствуют.
√ Он может измерять мгновенный поток CO2, скорость отклика высокая.
√ Широкий диапазон измерений: отношение максимального расхода к минимальному диапазону измерений может достигать 100:1, что имеет очень широкий диапазон измерений по сравнению с газотурбинными расходомерами и вихревыми расходомерами газа.
√ Существуют линейные расходомеры газа или вставные тепловые расходомеры газа, которые можно использовать для измерения расхода CO2 в крупногабаритном трубопроводном газе.

Расходомер массы Кориолиса для измерения CO2

Как работает кориолисовый расходомер для измерения массового расхода CO2.

Расходомер массы Кориолиса отражает величину массового расхода, измеряя изменение силы Кориолиса. Так называемая сила Кориолиса относится к тому факту, что для объекта в системе отсчета, вращающейся с равномерной угловой скоростью, в дополнение к инерционной центробежной силе необходимо добавить еще одну инерционную силу к наблюдателю во вращающейся системе отсчета, чтобы использовать второй закон Ньютона для описания состояния движения объекта. Эта сила является силой Кориолиса, или силой Кориолиса для краткости. Например, если в качестве вращающейся системы отсчета используется диск, и диск вращается вокруг центральной оси с угловой скоростью, предполагается, что объект движется по равномерной прямой линии относительно диска вдоль радиуса диска со скоростью от центра вращения. В дополнение к инерционной центробежной силе на объект также действует сила Кориолиса. Величина силы Кориолиса определяется угловой скоростью диска и радиальной скоростью объекта. Предполагая, что сила Кориолиса представлена как f, ее выражение будет иметь вид:

(1-4)

В формуле:

m—масса движущегося объекта
v- Скорость объекта во вращающейся системе отсчета
`w- Угловая скорость вращающейся системы отсчета.

Как следует из уравнения, существование силы Кориолиса зависит от одновременного наличия радиальной скорости и угловой скорости; если хотя бы одна из скоростей равна нулю, сила Кориолиса не возникает.

Из уравнения (1-4) очевидно, что при постоянной угловой скорости вращения сила Кориолиса fc прямо пропорциональна массе и скорости объекта CO2. Этот принцип формирует фундаментальную теоретическую основу для использования силы Кориолиса для измерения массового расхода. При измерении расхода измеряемый CO2 протекает через подвижную трубу, которая вращается с определенной угловой скоростью, тем самым достигая одновременного существования скорости потока и угловой скорости. Эта подвижная труба называется трубкой измерения расхода. Измерительная трубка может достигать необходимых условий, периодически вращаясь или вибрируя. Когда жидкость протекает через измерительную трубку, она испытывает эффект Кориолиса из-за периодических изменений угловой скорости, хотя и с относительно простой структурой.

Характеристики расходомера массового расхода CO2

↗ Разработан для размеров газового потока от микрорасходомера CO2 DN1,5 до DN200 (8 дюймов)
↗ Прямое измерение массового расхода газа для газов высокой плотности
↗ Оснащен электронными дисплеями, 4-20 мА, RS485 и опциями управления партиями
↗ Высокая точность измерения массового расхода газа
↗ Идеально подходит для приложений с потоком газа высокого давления, таких как мониторинг потока CO2 или сжиженного нефтяного газа.
↗ Также может измерять массовый расход CO2 при сверхнизкой температуре.
↗ Цифровые показания расхода газа в килограммах в секунду (кг/с) или кг/ч, т/ч, единица массового расхода

Расходомер Кориолиса для измерения расхода криогенного CO2

Расходомеры Кориолиса очень эффективны для измерения криогенного CO2, особенно в приложениях, требующих точного измерения массового расхода при экстремально низких температурах. Эти расходомеры используют эффект Кориолиса, где массовый расход жидкости определяется путем измерения индуцированной силы Кориолиса при протекании CO2 через вибрирующие трубки. Ключевое преимущество использования расходомеров Кориолиса для криогенного CO2 заключается в их возможности прямого измерения массы, которая остается высокоточной даже при сверхнизких температурах. Кроме того, они обеспечивают превосходную повторяемость и надежность без необходимости использования выпрямителей потока или температурной компенсации. Это делает их идеальными для таких приложений, как криогенное хранение, транспортировка и точное дозирование в промышленных процессах, где поддержание CO2 в сверхкритическом или жидком состоянии имеет решающее значение.

Микро-расходомер CO2

Мы также предлагаем микрорасходомеры массы для CO2, в первую очередь, тепловые газовые микрорасходомеры и кориолисовы расходомеры.

Тепловые газовые микрорасходомеры предназначены для измерения чрезвычайно низких скоростей потока с высокой точностью. Минимальный поток, который мы можем обнаружить, составляет всего 2 мл/мин, но он все равно может поддерживать высокую точность ± 1% полной шкалы. Они работают, обнаруживая изменения температуры, когда CO2 проходит через нагретый датчик. К преимуществам относятся высокая чувствительность к низким скоростям потока, отсутствие движущихся частей (что означает минимальное обслуживание) и быстрое время отклика. Эти счетчики идеально подходят для приложений, требующих точного контроля небольших количеств газа, таких как лабораторные исследования, медицинские приборы и мониторинг окружающей среды.

С другой стороны, микрорасходомеры Coriolis Micro Flow Meters напрямую измеряют массовый расход, определяя силу Кориолиса, возникающую при прохождении CO2 через вибрирующие трубки. Эти расходомеры обеспечивают высокоточные и надежные измерения массового расхода, независимо от изменений давления и температуры. Они особенно подходят для применений, где точность имеет решающее значение, например, в фармацевтическом производстве, химической обработке, а также в пищевой промышленности и производстве напитков. Оба типа расходомеров необходимы в процессах, где точное измерение массового расхода CO2 имеет решающее значение, каждый из них предлагает уникальные преимущества в зависимости от потребностей применения.