Vai al contenuto principale
+ 41 52 511 3200 (SUI)     + 1 713 955 7305 (USA)     
EMPIR EURAMET Obiettivo del progetto più sicuro e Rheonics Utilizzo SRD

Rheonics misuratore di densità di processo per la sostenibilità del carburante per il trasporto – progetto SAFEST di EMPIR EURAMET e gruppo di termodinamica presso l'Imperial College di Londra test

Rheonics sensori di densità e viscosità in linea sono stati utilizzati nel progetto EMPIR EURAMET Safest [1] e ha fornito misure accurate di viscosità e densità su fluidi di prova che imitano i carburanti in ambienti di laboratorio [2]. Il bisogno di il miglioramento della metrologia del flusso nelle linee del carburante è fondamentale per la sostenibilità nel settore del trasporto stradale e marittimoIl progetto Safest ha cercato di confrontare i sensori commerciali per la misurazione in linea della densità e della viscosità. Rheonics si è scoperto che i sensori forniscono misurazioni affidabili e precise della viscosità e della densità [3].

Analisi dei risultati dei sensori

Tre università hanno contribuito con risultati, ciascuno di un singolo marchio, per dispositivi di misurazione della densità e della viscosità in linea. Le loro configurazioni sperimentali e i loro metodi variano notevolmente e possono essere trovati per intero nei deliverable del progetto EMPIR EURAMET Safest (D7) [3].

Le conclusioni tratte dai risultati dei sensori commerciali vengono confrontate nel rapporto a livello superficiale a causa dei protocolli diversi; tuttavia, tutti e tre i marchi testati sono stati ritenuti singolarmente in grado di fornire misurazioni di densità accettabili. I marchi testati coprono le principali tipologie di misuratori di densità presenti sul mercato:

  1. Risonatore torsionale bilanciato (BTR)
  2. Tubo vibrante (VT)
  3. Diapason (TF)
  4. Misuratore di Coriolis (CM)
TipoCostruttoreModelloLe quantità
BTRRheonicsSRVViscosità
BTRRheonicsSRDDensità e viscosità
VTAnton ParDensità L 3300Densità
VTAnton ParDensità L 7400Densità
CM con VTEmersonCodice articolo: CMFS050MDensità e flusso
TFEmersonFVMDensità e viscosità
In questo post vengono riportati i principali risultati dello studio, relativi ai densimetri e ai viscosimetri in linea disponibili sul mercato.

Esperimenti di test dell'Imperial College Rheonics sensore

Sensori di densità e viscosità di processo basati su risonatori torsionali bilanciati, SRD, da Rheonics vengono testati con un bagno termostatico contenente la camera del sensore in linea mentre la portata del fluido di prova è controllata con una pompa a siringa ISCO. Gli esperimenti sono stati eseguiti a 15, 35, 55 e 75 °C, 1 – 100 bar e 0 – 45 ml/min. Il flusso continuo è mantenuto e il sistema è equilibrato per 15 minuti prima delle misurazioni. Nonostante ciò, la camera non raggiunge mai la temperatura di set-point del bagno. Le viscosità in uscita dall'SRD sono considerate affidabili e precise. Vengono applicati adattamenti correttivi e quindi i dati corrispondono ai dati di riferimento prodotti dalle equazioni di Tait-Andrade (appendice di [3]). Questi adattamenti correttivi diventano necessari a causa dell'eterogeneità della temperatura osservata nel sistema nonostante il raggiungimento di un equilibrio. La deviazione della temperatura lungo la lunghezza del sensore significa che la viscosità nella camera non è uguale ovunque. La stessa deviazione esiste per la densità, tuttavia la Le misurazioni della densità SRD sono considerate accurate e affidabili senza correzioni nel presente documento. Tuttavia, possono essere applicate correzioni polinomiali per abbinare i dati di riferimento in modo più perfetto. L'eterogeneità della temperatura nel sistema può anche causare deviazioni nelle misurazioni della densità quando le estremità opposte del sensore non sono in equilibrio termico, potrebbe essere utilizzata una sonda più lunga per garantire che il risonatore interno sia completamente immerso in un ambiente a temperatura uniforme.

Rheonics È stato valutato anche il viscosimetro di processo SRV, che ha dimostrato di fornire misurazioni accettabili per la viscosità e la temperatura in linea.

Configurazione sperimentale dell'Imperial College per testare SRV e SRD con due surrogati diesel: metil dodecanoato e etile tetradecanoato [3],[4]

Esperimenti dell'Università di Tecnologia di Chemnitz che testano i sensori di Anton Paar

Il test dei densimetri a tubo vibrante è stato eseguito con Anton Paar L-Dens 3300 e 7400 presso l'Università di Tecnologia di Chemnitz a 15, 25 e 35 °C, 1 – 10 bar e 0 – 15 ml/min. Questi sono stati completati anche su piccola scala di laboratorio. A pressioni inferiori a 2 bar la misurazione è diventata impossibile poiché l'oscillazione del tubo vibrante diventava instabile a basse portate. Sono state utilizzate basse portate e misurazioni statiche nonostante le specifiche del dispositivo a causa dei volumi di campione limitati. Le specifiche del dispositivo affermavano che queste basse portate avrebbero portato al riscaldamento del campione all'interno dei tubi e questo effetto è stato osservato (+3 °C). Tuttavia, entrambi i sensori sono stati ritenuti in grado di fornire misurazioni accurate della densità con L-Dens 7400 che supera leggermente L-Dens 3300 ma il gli sperimentatori sottolineano la necessità di mantenere effettivamente condizioni di processo dinamiche per una precisione ottimale.

Configurazione sperimentale dell'Università di Tecnologia di Chemnitz per testare Anton Paar L-Dens 3300 e L-Dens 7400 con quattro surrogati diesel: metil dodecanoato, etile tetradecanoato, 2,4,6,8-tetraoxanonano e 2,4,6,8,10-pentaoxaundecano [3],[4]

L'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) sperimenta i sensori Emerson

Due sensori di densità e viscosità di Emerson (Micro Motion ELITE CMFS050M e Micro Motion Fork Viscosity/Density Meters (FVM)) sono stati testati su scale più grandi rispetto Rheonics e sensori Anton Paar nelle sezioni precedenti. In particolare, i dispositivi Emerson sono stati testati a 20 – 40 °C, 2 – 8 bar e 5 – 50 L/min. Sono stati testati fluidi diversi in configurazioni diverse, il che limita la comparabilità.

 

 

 

 

 

 

 

 

Configurazione sperimentale dell'INRIM per prove di flusso d'acqua (immagine a sinistra) e per prove di flusso d'olio (immagine a destra) [3]

Per il misuratore di densità Emerson, La pressione e la portata non hanno influito sulla precisione della misurazione, tuttavia l'aumento della temperatura ha aumentato l'errore nella misurazione. L'applicazione di correzioni di temperatura ha portato i dati di densità a un'accuratezza accettabile, tuttavia queste correzioni dovevano essere definite per ogni fluido e configurazione. Per il CFMS050M, sono stati aggiunti fattori di correzione sia per la temperatura che per la pressione per fornire dati accurati di densità e viscosità.

In definitiva, il verdetto su questi dispositivi è stato lasciato al lettore, ma le correzioni per tenere conto della pressione e della temperatura sono state fondamentali per l'accuratezza dei dati.

Conclusione

Tutti i tipi di sensori disponibili sul mercato testati possono essere utilizzati per ottenere misurazioni della densità, ma sono soggetti a fattori di correzione obbligatori quando utilizzati al di fuori dei limiti del produttore. Il funzionamento al di fuori dei limiti o con flussi non omogenei non è raccomandato, ma i risultati di questo rapporto mostrano che i sensori disponibili in commercio continuano a fornire dati ragionevolmente accurati nonostante le imperfezioni del sistema. Rheonics e i sensori Anton Paar sono stati testati a basse portate in bassi volumi, mentre i sensori Emerson sono stati studiati a portate e volumi di alcuni ordini di grandezza superiori. Una migliore comparabilità tra le prestazioni dei sensori sarebbe possibile se tutti e tre fossero testati su una gamma più ampia di flussi e volumi di sistema. Tuttavia, per le varie scale esaminate nel progetto, questi studi dimostrano che sono disponibili sensori sul mercato per la metrologia del carburante a tutte le scale, dall'auto alla nave.

Rheonics revisione e raccomandazioni

Raggiungere l'equilibrio termico con la varietà di sensori testati è un aspetto fondamentale nell'impostazione dei sensori per fluidi. Per Rheonics sensori in particolare, possono essere considerati i seguenti dettagli del sistema:

  • Mentre sono state utilizzate basse portate per la Rheonics sensori qui, il Rheonics SRV e SRD sono anche in grado di misurare in ambienti di flusso fino a 10 m/s, che corrispondono a 1300 L/min (340 gal/min) e 5000 L/min (1320 gal/min) rispettivamente in tubi in acciaio da 2" e 4" schedule 40. Questa gamma rende Rheonics sensori adatti a tutte le portate studiati per la sostenibilità del carburante nel progetto EMPIR EURAMET Safest [1].
  • Una sonda di inserimento più lunga può essere utilizzata per contrastare lo squilibrio termico lungo la sonda del risonatore come visto con l'SRD [5] .
  • Anche in condizioni imperfette, Rheonics SRV e SRD sono misuratori di viscosità e densità in linea affidabili e precisi, adatti a un'ampia gamma di portate e applicazioni.

Bibliografia

[1] EURAMET Progetto più sicuro

[2] Risultati del progetto più sicuri

[3] Relazione sull'avanzamento delle misurazioni in linea

[4] Taratura avanzata sostenibile del misuratore di portata per il settore dei trasporti

[5] Mantenimento dell'equilibrio della temperatura dell'SRD per un'elevata precisione della densità

[6] Gruppo JP Martin Trusler presso l'Imperial College

Cerca