Hoe druk en temperatuur invloed hebben op waterstofstroommeting

Waterstofstroommeting kan uitdagender zijn dan het meten van veel conventionele industriële gassen.en veranderingen in druk en temperatuur kunnen significant zijn fysieke toestand en volumetrische flow beïnvloeden.

Voor deze reden moeten druk en temperatuur worden overwogen bij het selecterenwaterstofstroommeter, vooral wanneer de gemeten waarde moet worden omgezet in mass flow of standard volume flow.

1Waarom zijn druk en temperatuur belangrijk?

Gas is compressiebaar, dus het volume verandert als de druk of temperatuur verandert.

Voor dezelfde hoeveelheid waterstof kan het gemeten bedrijfsvolume bij verschillende druk- en temperatuuromstandigheden verschillen.

Bijvoorbeeld, waterstof die door een pijplijn stroomt bij hoge druk zal een veel kleiner volume bezetten dan de zelfde hoeveelheid waterstof bij een lagere druk.

Temperatuur heeft een vergelijkbaar effect.

This is why gas flow measurement often requires pressure and temperature information when the final value is expressed as standard or normalized volume. Dit is waarom gasstroommeting vaak druk- en temperatuurinformatie vereist wanneer de eindwaarde wordt uitgedrukt als standaard of genormaliseerd volume.

2Waterstof heeft een zeer lage dichtheid.

Waterstof is het lichtste gas en heeft een veel lagere dichtheid dan aardgas onder vergelijkbare omstandigheden.

De lage dichtheid kan uitdagingen creëren voor snelheidsgebaseerde flow meting omdat het gas relatief hoge snelheden kan bereiken, zelfs wanneer de massa-stroomgraad niet bijzonder groot is.

Dit maakt de selectie van het meetprincipe belangrijk.

Afhankelijk van de toepassing kunnen technologieën zoals Coriolis, vortex, thermal mass and other gas flow measurement methods worden overwogen.

3. How Pressure Affects Hydrogen Flow Measurement

Verhoging van de gasdruk verhoogt de gasdichtheid.

Als een stroommeter volumetrische stroom meet onder huidige bedrijfsomstandigheden, verandert een verandering in druk de relatie tussen volume en massa.

Daarom kan het gemeten bedrijfsvolume niet eenvoudig worden vergeleken met een vaste standaardvolumewaarde zonder de juiste compensatie toe te passen..

Pressure measurement kan daarom samen met een flow meter of flow computer worden gebruikt om gecorrigeerde of genormaliseerde flow te berekenen.

Voor gasmetersystemen moet de huidige meetconfiguratie worden geselecteerd volgens de vereiste output:

• Huidige volume-stroom

• Standard volume flow

• Normale volume flow

• Massa-stroom

4. How Temperature Affects Hydrogen Flow Measurement

Temperatuur verandert ook gasdichtheid en volume.

Als de temperatuur stijgt, expansieert gas over het algemeen.

Als een waterstofstroommetingsysteem standaardvolume rapporteert, moet de bedrijfstemperatuur in aanmerking worden genomen bij het omzetten van de gemeten stroom naar referentietoestanden.

Temperatuurmeting kan daarom worden geïntegreerd in de flowmeter of via een aparte temperatuursensor, afhankelijk van het systeemontwerp.

5Druk en temperatuur werken samen.

Druk en temperatuur moeten niet altijd onafhankelijk worden beschouwd.

Voor een gas wordt de dichtheid beïnvloed door zowel druk als temperatuur.

Een vereenvoudigde relatie kan worden weergegeven als:

Densiteit ∆ Druk / Temperatuur

Dit is een vereenvoudigde representatie en actuele gasberekeningen kunnen een compressibiliteitsfactor vereisen, particularly when operating conditions deviate significantly from ideal-gas behavior.

Daarom:

Flow Measurement → Pressure + Temperature + Gas Properties

Het kan nodig zijn om een meer betekenisvol massa- of referentie-volume resultaat te verkrijgen.

6. Huidige volume flow vs. standaard volume flow

Dit onderscheid is bijzonder belangrijk voor waterstoftoepassingen.

Huidige volumeflow

Dit vertegenwoordigt het volume bezet door waterstof bij de huidige druk en temperatuur in de pijplijn.

Standard of Normal Volume Flow

Dit zet de gemeten gashoeveelheid om naar een gedefinieerde referentiedruk en -temperatuur.

Verschillende industrieën en contracten kunnen verschillende referentievoorwaarden gebruiken, dus de geselecteerde standaard moet duidelijk worden gespecificeerd.

Een stroommeter of stroomcomputer kan druk- en temperatuurinvoer gebruiken om deze conversie uit te voeren.

7. Waarom Coriolis Flow Meters aantrekkelijk kunnen zijn voor waterstof

Coriolis-stroommeters meten massa-stroom rechtstreeks in plaats van massa uit volumetrische stroom en dichtheid te berekenen.

Dit kan meting vereenvoudigen waar massa-stroom de vereiste parameter is.

Veel moderne Coriolis meters kunnen ook dichtheid en temperatuur informatie verstrekken.

Echter, waterstoftoepassingen vereisen nog steeds een zorgvuldige evaluatie van:

• Flow range.

• Druk

• Temperatuur

• Grootte van de buis

• Materiële verenigbaarheid

• Procesverbindingen

• Vereiste nauwkeurigheid

• Vereisten voor gevaarlijke gebieden

Coriolis is dus niet automatisch de juiste keuze voor elke waterstoftoepassing.

8. Vortex Flow Meters for Hydrogen

Vortex flow meters can also be used for gas measurement, including hydrogen, depending on the application and meter configuration. Vortex flow meters kunnen ook worden gebruikt voor gasmeting, inclusief waterstof, afhankelijk van de toepassing en meterconfiguratie.

Het vortexprincipe bepaalt de flow van de frequentie van vortices gegenereerd rond een bluff body.

Omdat gasdichtheid, druk en temperatuur de bedrijfsomstandigheden beïnvloeden, moet de toepassing worden gecontroleerd op het meetbereik van de meter.

Pressure and temperature information may also be used for compensation or conversion when standard-volume or mass-related values are required. Druk- en temperatuurinformatie kan ook worden gebruikt voor compensatie of conversie wanneer standaard-volume- of massa-gerelateerde waarden vereist zijn.

9. Hydrogen Flow Measurement in High-Pressure Systems

Waterstofcompressie, opslag en transport kan hoge druk met zich meebrengen.

In deze toepassingen moeten de druktransmitter en de flowmeter geschikt zijn voor de huidige bedrijfsomstandigheden.

De druk sensor materiaal is ook belangrijk omdat waterstof kan permeeren sommige materialen en kan bijdragen aan waterstof-gerelateerde materiaal degradatie.

Daarom moet het meetsysteem zowel:

Metingprestaties

en

Materiële verenigbaarheid

De druk-, temperatuur- en stroominstrumenten moeten worden geselecteerd als een compleet meetsysteem in plaats van als volledig onafhankelijke apparaten.

10. Wat moet je controleren voordat je een waterstofstroommeter selecteert?

Voordat u een offerte aanvraagt, verstrekt u:

• Waterstoftoestand: gas of vloeistof

• Minimumstroom

• Normale stroom

• Maximale doorstroming

• Werkdruk

• Minimum en maximale druk

• Werktemperatuur

• Minimum en maximum temperatuur

• Grootte van de buis

• Verplicht output: massa of volume

• Referentievoorwaarden if standard volume is required

• Vereiste nauwkeurigheid

• Hazardous-area classification

• Procesverbinding

• Communicatieprotocol

Voor vloeibare waterstof, cryogene omstandigheden en mogelijke gas-entrainment introduceert aanvullende meetoverwegingen.

11. Common Hydrogen Flow Measurement Problems

Onstabiele lezingen

Grote veranderingen in druk, temperatuur of stroom snelheid kunnen bijdragen aan onstabiele metingen, afhankelijk van de meettechnologie.

Onjuist standaardvolume

Onjuiste referentiecondities of ontbrekende druk- en temperatuurcompensatie kunnen resulteren in onjuiste omgezette flowwaarden.

Insufficient Turndown

Een meter moet worden gecontroleerd tegen zowel minimale als maximale stroomcondities.

Materiële verenigbaarheid

Druksensoren, afdichtingen en natte materialen moeten worden herzien voor waterstofservice.

High Gas Velocity

Lage gasdichtheid kan resulteren in hoge snelheid, wat de geschikte bedrijfsbereik van sommige snelheidsgebaseerde technologieën kan beperken.

Conclusies

Druk en temperatuur zijn belangrijke factoren in waterstofstroommeting omdat ze invloed hebben op gasdichtheid en volume.

De basisverhouding is:

Pressure + Temperature → Gas Density → Volume / Mass Flow Relatie

Voor toepassingen die standaard of genormaliseerd volume vereisen, kan druk- en temperatuurcompensatie nodig zijn.a suitable mass flow measurement technology may simplify the measurement system (een geschikte massa-stroommeting-technologie kan het meetsysteem vereenvoudigen).

Coriolis en vortex flow meters kunnen beide worden overwogen voor waterstof service, maar de uiteindelijke selectie moet gebaseerd zijn op de actuele druk, temperatuur, flow range, pijpgrootte,accuracy and installation requirements (nauwkeurigheid en installatie vereisten).

We can supply hydrogen flow measurement solutions from manufacturers such asEndress+Hauser, KROHNE, Rosemount and other industrial instrumentation brands, samen met druk en temperatuur transmitters.

Als je een flow meter voor waterstofgas selecteert, geef dan de flow range, druk, temperatuur en pijpleiding voor een configuratie review.