Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Laseroptisches Durchflussnormal für Heißwasser

28.04.2016

PTB stellt auf der Sensor + Test ein laseroptisches Normal zur Volumenstrommessung bei hohen Drücken und Temperaturen vor

In Wärmekraftwerken kommt es darauf an, das Volumen des heißen Wassers möglichst schnell und exakt zu bestimmen. Für die Kalibrierung der entsprechenden Messgeräte vor Ort, also während des laufenden Betriebes, hat die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ein laseroptisches Normal entwickelt, das auf der Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) beruht.


Konstruktionszeichnung des neuen Normals mit simulierter axialer Geschwindigkeitsverteilung in einer Venturidüse.

(Abb.: PTB)

Es ermöglicht weltweit erstmalig rückgeführte Volumenstrommessungen bei Temperaturen bis zu 230 °C und Drücken bis zu 40 bar. Die PTB stellt ihr neues Normal zusammen mit der numerischen Strömungssimulation von Strömungsprofilen zur Reduzierung der Messunsicherheit von Durchflussmessgeräten, Computational Fluid Dynamics (CFD), vom 10. bis 12. Mai auf der Messtechnikmesse Sensor + Test in Nürnberg vor (Halle 5, Stand 433).

Im Unterschied zu allen anderen Kalibriermethoden für Prozessmessgeräte kann das in der PTB entwickelte laseroptische Normal direkt vor Ort eingesetzt werden, ohne die zu kalibrierenden Prozessmessgeräte demontieren zu müssen. Die Kalibrierung erfolgt also unter den tatsächlichen Messbedingungen. Einflüsse wie z. B. thermische, installationsbedingte oder auch Drifteffekte (Fouling) werden dabei berücksichtigt.

Bei der neuen, laseroptischen Messmethode wird mithilfe der Laser-Doppler-Anemometrie das Geschwindigkeitsprofil im Rohr vollflächig erfasst. Anschließend wird über die Integration des Geschwindigkeitsprofils der Durchfluss ermittelt. Die Laser-Doppler-Anemometrie ist ein anerkanntes Normalmessverfahren, das auf die SI-Einheiten Meter und Sekunde rückgeführt ist, genauso wie gravimetrische oder volumetrische Verfahren auch. Im Gegensatz zu diesen beiden Methoden unterliegt sie jedoch keinerlei Einschränkungen in Bezug auf Temperatur, Druck oder Aggregatzustand des Mediums.

Durch die vollständige Erfassung des Geschwindigkeitsprofils ist das neue, laseroptische Normalmessverfahren unabhängig von der Zuströmung. Mögliche Asymmetrien oder ein etwaiger Drall der Strömung haben keinen Einfluss auf die Messung. Weiterhin ist das Verfahren unabhängig von Temperatur und Druck in der Strömung, da alle damit verbundenen Effekte (z. B. die thermische Ausdehnung) bei der Messung verfahrensbedingt automatisch berücksichtigt werden. Die Messunsicherheit des neuen Verfahrens beträgt derzeit weniger als 0,4 %. Eine weitere Reduzierung ist möglich.

Zur Reduzierung der Messunsicherheit werden die experimentellen Untersuchungen durch numerische Strömungssimulationen begleitet. Mit der Methode der Computational Fluid Dynamics (CFD) kann das Strömungsprofil am Einbauort eines Durchflusssensors simuliert werden. So lässt sich der Einfluss verschiedenster Einbaukonfigurationen (die das Strömungsprofil ggf. stören), modellieren und schließlich bei der Berechnung der Messunsicherheit berücksichtigen. Mithilfe einer weltweit einmaligen Kombination aus exakt bekannten Randbedingungen (Durchfluss, Temperatur und Geometrie) sowie präziser optischer Geschwindigkeitsmessung (LDA und PIV, Particle Image Velocimetry) lässt sich in der PTB das Ergebnis der Simulation metrologisch abgesichert validieren.
es/ptb

Ansprechpartner:

Andreas Weissenbrunner, PTB-Arbeitsgruppe 7.52 Neue Verfahren der Wärmemengenmessung, Telefon (030)3481-7229, E-Mail: andreas.weissenbrunner@ptb.de

Markus Juling, PTB-Arbeitsgruppe 7.52 Neue Verfahren der Wärmemengenmessung,
Telefon (030)3481- 7815, E-Mail: markus.juling@ptb.de

Dipl.-Journ. Erika Schow | Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art
17.08.2018 | HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst, Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen

nachricht Neue Schaltschrank-Plattform für die Automobilindustrie
16.08.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics