Den Durchfluss oder Durchsatz eines strömenden Messstoffes zu messen heißt, die Stoffmenge festzustellen, die pro Zeiteinheit einen Leitungsquerschnitt durchfließt. Die Menge kann dabei die Dimension einer Masse oder eines Volumens haben. In der Verfahrentechnik hat die Aufgabe, Durchflüsse zu messen, fundamentale Bedeutung: Die Leistung, das richtige Dosieren und Mischen oder das Festhalten eines bestimmten Betriebszustandes sind unmittelbar mit der Durchflussmessung verknüpft. Die Durchflussmessung ist die zentrale Messaufgabe; ohne Durchflussmessung ist ein verfahrenstechnischer Prozess nicht denkbar.
Die Herstellung und Verarbeitung von Lebensmitteln stellt für die Messtechnik eine besondere Herausforderung dar. Gerade bei Anlagen, die chargenweise betrieben werden, sind häufiger Reinigungszyklen nötig. Die Durchflussmessgeräte müssen in diesen Prozessen nicht nur totraumfrei, entleerbar, temperatur- und chemikalienbeständig sein, sondern zusätzlich spezifischen, hygienischen Standards ent- sprechen. Schwebekörper-Durchflussmesser sind zur Messung von Gasen, Flüssigkeiten und Dampf geeignet. Das Messverfahren ist kostengünstig und zu-verlässig. In der Lebensmittelindustrie finden Schwebekörperdurchflussmesser ein breites Anwendungsgebiet.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Physikalische Grundlagen
2.1 Messprinzip
2.2 Praktischer Gebrauch der Durchflussgleichung
2.2.1 Skalenberechnung und Skalenumrechnung
2.3 Genauigkeitsklassen
3. Schwebekörper
3.1 Schwebekörperformen
3.2 Schwebekörpermaterialien
4. Geräteausführungen
4.1 Geräte mit Glaskonus
4.1.1 Vorteile
4.1.2 Nachteile
4.2 Schwebekörper mit umgekehrter Geometrie
4.3 Ganzmetall-Schwebekörperdurchflussmesser
4.4 Vergleich Geräte mit Glaskonus-Ganzmetallgeräte
4.5 Kleinströmungsmesser
5. Grenzwertsignalgeber
6. Anwendungsgebiete
6.1 Anwendungsgebiete in der Lebensmittelindustrie
7. Fazit
Zielsetzung & Themen der Arbeit
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die fundierte Erläuterung der Volumendurchflussmessung mittels Schwebekörperdurchflussmessern unter besonderer Berücksichtigung ihrer Anwendung in der Lebensmittelindustrie, wobei sowohl physikalische Grundlagen als auch praktische Geräteausführungen und deren Einsatzgrenzen analysiert werden.
- Physikalische Wirkprinzipien der Durchflussmessung
- Konstruktive Ausführungen und Materialanforderungen
- Verfahren zur Skalenberechnung und Anpassung an Messstoffe
- Spezifische Einsatzgebiete und Hygienestandards in der Lebensmittelverarbeitung
- Vergleich zwischen Glas- und Ganzmetall-Messsystemen
Auszug aus dem Buch
2.1. Messprinzip
Einfach und relativ genau lässt sich der Durchfluss von Gasen und Flüssigkeiten mit Schwebekörperdurchflussmessgeräten bestimmen. Ein senkrecht gestelltes Rohr, das sich nach oben konisch erweitert, wird von unten nach oben durchströmt. Der aufwärtsströmende Messstoff hebt den im Rohr befindlichen Schwebekörper so lange, bis der ringförmige Spalt zwischen Schwebekörper und Rohrwand so groß ist, dass die auf den Schwebekörper wirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind und damit der Schwebezustand erreicht ist. [8]
Bei konischem Messrohr stellt sich eine dem Durchfluss in erster Näherung proportionale Höhenlage ein.
Schräge Einkerbungen im oberen Rande versetzen den Schwebekörper in eine um die senkrechte Achse rotierende Bewegung. Die Rotation ist, da schon geringe Verunreinigungen den Schwebekörper abbremsen, ein sicheres und im Glasrohr sichtbares Zeichen für das einwandfreie Arbeiten des Durchflussmessers. Die Höhenstellung des Schwebekörpers dient als Maß für den Durchfluss. [7]
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Beschreibt die fundamentale Bedeutung der Durchflussmessung für verfahrenstechnische Prozesse und die spezifischen Herausforderungen in der Lebensmittelindustrie.
2. Physikalische Grundlagen: Erläutert das Messprinzip, die wirkenden Kräfte am Schwebekörper sowie die mathematische Herleitung der Durchflussgleichungen.
3. Schwebekörper: Analysiert die Bedeutung der geometrischen Form sowie die Materialanforderungen unter Berücksichtigung von Hygiene und Korrosionsbeständigkeit.
4. Geräteausführungen: Untersucht verschiedene Bauformen wie Glaskonus-Geräte, Ganzmetall-Durchflussmesser und Speziallösungen wie Kleinströmungsmesser.
5. Grenzwertsignalgeber: Erklärt technische Lösungen zur Überwachung von Durchflussgrenzwerten mittels optischer oder induktiver Abgriffe.
6. Anwendungsgebiete: Beleuchtet den breiten Einsatzbereich in der Prozessindustrie mit Fokus auf Molkereien und die Getränkeherstellung.
7. Fazit: Bewertet die aktuelle Position des Schwebekörpermessverfahrens im Vergleich zu modernen Methoden wie der magnetisch-induktiven Durchflussmessung.
Schlüsselwörter
Schwebekörperdurchflussmesser, Volumendurchfluss, Durchflussgleichung, Messtechnik, Lebensmittelindustrie, Ganzmetallgeräte, Glaskonus, Messprinzip, Prozessmesstechnik, Strömung, Viskosität, Genauigkeitsklasse, Grenzwertsignalgeber, Kalibrierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die Funktionsweise, die mathematischen Grundlagen und die verschiedenen technischen Ausführungen von Schwebekörperdurchflussmessern sowie deren spezifische Eignung für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf der physikalischen Theorie (Messprinzip, Kräftegleichgewicht), den Material- und Konstruktionsanforderungen, der Skalenberechnung bei unterschiedlichen Messstoffen sowie dem Vergleich zwischen verschiedenen Gerätetypen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, ein umfassendes Verständnis für den Einsatz und die Vorteile der Schwebekörper-Durchflussmessung zu vermitteln, insbesondere in einem Umfeld, das hohe Anforderungen an Hygiene und Beständigkeit stellt.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine technische Analyse basierend auf fachliterarischen Grundlagen, VDE/VDI-Richtlinien zur Berechnungsverfahrensweise und herstellerbezogenen Spezifikationen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die physikalische Theorie, die detaillierte Klassifizierung von Schwebekörpern und deren Werkstoffen, die differenzierte Betrachtung verschiedener Gerätebauformen sowie die praktische Anwendung von Grenzwerterfassungen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem Schwebekörperdurchflussmesser, Messprinzip, Ganzmetallausführung, Lebensmittelindustrie, Genauigkeitsklassen und Durchflussgleichung.
Warum ist die Wahl des Schwebekörpermaterials für die Lebensmittelindustrie kritisch?
Materialien müssen korrosionsbeständig, geschmacksneutral, hitzeunempfindlich und beständig gegenüber aggressiven Reinigungsflüssigkeiten sein, um hygienische Standards einzuhalten.
Inwiefern beeinflussen Betriebszustände wie Temperatur und Viskosität das Messergebnis?
Änderungen der Stoffdaten (Dichte, Viskosität) führen zu Abweichungen. Die Arbeit zeigt auf, dass durch Skalenumrechnungen oder den Einsatz digitaler Rechner diese Einflüsse kompensiert werden können.
- Quote paper
- Sandra Püllen (Author), Daniel Marquardt (Author), 2003, Volumendurchflussmessung mit Schwebekörperdurchflussmessern, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/17427
