Bronkhorst

FLUIDAT, die Datenbank für die Berechnung von Fluideigenschaften in der Massendurchflussmessung und –regelung

3. Oktober 2017 Adam Mumford

Was ist FLUIDAT?

FLUIDAT ist die Online-Kalkulationssoftware von Bronkhorst. Diese Software ermöglicht es Ihnen als Anwender, verschiedene theoretische Berechnungen für Ihre Instrumente durchzuführen. Wir alle, die mit Gasen und Flüssigkeiten bei sich immer wieder verändernden Prozessbedingungen arbeiten, kennen die Herausforderungen, die so etwas mit sich bringt. Insbesondere wenn es darum geht, Prozesse zu verstehen, ist die genaue Kenntnis des Fluidverhaltens bei den aktuellen Drücken, Temperaturen und Durchflüssen extrem wichtig.

Hinzu kommt, dass auch das Instrument selbst geeignet sein muss, um Ihre Applikation effektiv zu unterstützen, es muss also den Anforderungen in puncto Genauigkeit und Reproduzierbarkeit entsprechen, es müssen aber auch, insbesondere bei korrosiven oder empfindlichen Fluiden und Mischungen, Materialbeständigkeiten mit berücksichtigt werden. Die Auswahl des passenden Instrumentes ist also fundamental für eine erfolgreiche Applikation. Auch für zukünftige Anwendungen ist es wichtig, die Möglichkeiten eines Instrumentes genau zu kennen, häufig wird dasselbe Gerät in verschiedenen Anwendungen eingesetzt.

Fluidat Kalkulationssoftware

Hierbei kann FLUIDAT Sie direkt unterstützen, denn der Anwender kann instrumentenbezogen den Anwendungsbereich seines Gerätes berechnen. Zum Beispiel können Sie hier berechnen, ob ein Instrument bei abweichenden Drücken, Durchflüssen oder für andere Fluide Ihrer Anwendung gerecht wird. In manchen Fällen führt kein Weg an einer Neuanschaffung oder einer Rekalibrierung vorbei, aber häufig kann ein vorhandenes Gerät eingesetzt werden. Mit FLUIDAT können Sie herausfinden, ob Ihr Gerät geeignet ist und entsprechend auf die aktuellen Bedingungen umrechnen.

Seit langer Zeit existiert Literatur über Fluidparameter in Form von technischen und physikalisch/chemischen Handbücher mit Graphen und Tabellen für die Parameterbestimmung oder die Koeffizientenberechnung. Da dies in der Vergangenheit für den Endanwender häufig schwierig war, hat Bronkhorst die Online-Datenbank FLUIDAT bereitgestellt. Die enthaltenen Programme ermöglichen die Kalkulation von Parametern für tausende Fluide (Reinstoffe und Multikomponentengemische) für verschiedene Arbeitsbedingungen. Auch komplexe Berechnungen werden so möglich.

Berechnungstool für unser Verdampfersystem CEM (Controlled Evaporation Mixing device)

Ein Beispiel ist das Berechnungstool für unser Verdampfersystem CEM (Controlled Evaporation Mixing device).
Wird für einen Prozess eine bestimmte Menge Dampf benötigt, lassen sich mit diesem Programm die entsprechenden Prozessparameter für verschiedene Temperaturen und Durchflüsse bestimmen. Mit dem CEM-Berechnungsprogramm ist das jetzt eine einfache Aufgabe, die in kürzester Zeit erledigt ist.

Die vor kurzem integrierte Berechnung von Dampfdruckkurven erlaubt es dem Anwender, einfach mit dem Cursor über die berechnete Kurve zu gehen, die entsprechenden Werte werden direkt angezeigt. Außerdem können im Programm Gemische erstellt, berechnet und für die spätere Verwendung gespeichert werden. Allein das erspart dem Anwender oft stundenlange Rechnereien.

Lassen Sie uns nun einen genaueren Blick auf die Programme in FLUIDAT werfen:

Konversionsfaktoren für Gase

(Gas Conversion Factor)

Hier kann der Anwender ein reines Gas auswählen oder ein Gasgemisch herstellen, um den Konversionsfaktor für ein anderes Gas zu finden, auf das ein Instrument eingestellt werden kann. Wie bei den meisten thermischen Massendurchflussreglern wird das Ausgangssignal des MFC bestimmt, mit welchem Gas es kalibriert wurde. Mit dem Gaskonversionsfaktor-Tool wählt man einfach die 'Fluid from' und 'Fluid to', um den entsprechenden Konversionsfaktor zu bestimmen. Zusätzlich kann der Anwender sein exaktes Modell auswählen, um die Genauigkeit der Umwandlung zu verbessern. Diese Funktion ermöglicht es Ihnen auch, die spezifischen Druck- und Temperaturverhältnisse, die Sie konvertieren, von und zu, für noch mehr Genauigkeit hinzuzufügen. Der Umrechnungsfaktor kann dann auf die Ausgangsmessung des MFC angewendet werden, um den tatsächlichen Fluss des neuen Gases zu kennen.

Ein Beispiel für eine Konversionsfaktor-Berechnung in Fluidat
Ein Beispiel für eine Konversionsfaktor-Berechnung in Fluidat
Ein Beispiel für eine CEM-Berechnung in Fluidat
Ein Beispiel für eine CEM-Berechnung in Fluidat

Das CEM (Verdampfsystem)-Berechnungstool

Ein CEM-System (Verdampfersystem) kann eine äußerst vielseitige Ergänzung zu jeder Dampferzeugungsanforderung sein. FLUIDAT ermöglicht es dem Anwender, verschiedene Berechnungen durchzuführen. Hier kann nicht nur die korrekte Einstellung der CEM-Heizung bestimmt werden, sondern auch die für die Flüssigkeits- und Gas-Instrumente und die relative Feuchtigkeit des zu erzeugenden Dampfes erforderlichen Durchflussraten kalkuliert werden. Es ist auch möglich, die erforderlichen Strömungsraten zu berechnen, um eine bestimmte relative Feuchtigkeit Ihres Dampfes zu erreichen. Alle Fluiddaten sind in der FLUIDAT Software gespeichert, die Wärmekapazität, die Wärmeleitfähigkeit und die Verdampfungswärme, um nur einige zu nennen. Diese Daten können auch vom Benutzer unter der Berechtigung 'Fluid Properties' abgerufen werden.

Die Möglichkeiten des CEM-Berechnungswerkzeugs sind endlos. Von der Kenntnis der Drücke, die benötigt werden, um die Flüssigkeits- und Gas-MFCs zur Berechnung der Dampftemperatur am Auslass zu liefern, oder den Durchfluss der Dampfleistung zu kennen bis dahin, die Möglichkeit zu haben, zwischen tausenden von verschiedenen Flüssigkeiten zu wählen um deine Berechnungen zu machen. Dies macht FLUIDAT, ein 'must-have' für jeden Bronkhorst Kunden mit unseren CEM Verdampfersystemen.

Druckverlust-Berechnungen

Für die meisten Anwendungen ist es für den Anwender wichtig, den Druckabfall über ein Instrument zu kennen. Es ist nicht nur wichtig, den Druckverlust über ein Gerät zu kennen, manchmal kann es auch unerlässlich, den erforderlichen Druck zu wissen, damit das Instrument richtig funktioniert. Insbesondere bei der Verwendung von Regelventilen ist es wichtig, dass Druckdifferenzen zwischen Vor-und Nachdruck eingehalten werden. In FLUIDAT kann sowohl der Druckverlust für die Gas-Instrumente als auch der mini Cori-FLOW-Instrumente von Bronkhorest direkt berechnet werden. Die Berechnung ist einfach. Alles, was Sie tun müssen, ist das richtige Programm für MASS-STREAM, EL-FLOW/IN-FLOW oder Coriolis-Instrumente aufzurufen.

Das Berechnungstool für die Coriolis Instrumente heißt 'CoriCalc', die für die anderen Instrumente werden als "pressure drop D-6300" oder "pressure drop LOW-dP-FLOW und EL-FLOW" bezeichnet. Sobald Sie das richtige Werkzeug und Instrumententyp ausgewählt haben, können Sie dann die Flüssigkeit und die Durchflussrate auswählen und einfach die Schaltfläche "Berechnen" drücken. Sie können den Druckabfall in vielen verschiedenen Einheitenwie zum Beispiel mbar, psi oder MPa auszulesen. Für Massendurchflussmesser ist das ziemlich einfach, der Druckabfall wird über den Sensor und die Anschlüsse angezeigt und ja, Sie können auch die passende Größe wählen.

Ein Beispiel für eine Druckverlustberechnung in Fluidat
Ein Beispiel für eine Druckverlustberechnung in Fluidat

Die Druckverlustberechnung kann außerdem den kleinsten benötigten Vordruck für ein Instrument mit einem bestimmten Fluid und Durchfluss bestimmen. Bei Massendurchflussmesser, also ohne Verkomplizierungen durch Stellorgane wie Regelventile, ist die Berechnung relative einfach. Wird nun ein Ventil in die Berechnung mit einbezogen (es handelt sich also um einen Massendurchflussregler), so muss bei der Berechnung auch die korrekte Düsengröße mit in Betracht gezogen werden, indem der Vordruck und der Nachdruck mit berücksichtigt werden.

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FLUIDAT ist ein äußerst nützliches und leistungsstarkes Werkzeug für alle, die mit Bronkhorst-Instrumenten arbeiten oder arbeiten wollen. Es ermöglicht einem Endbenutzer Zugriff auf zusätzliche Informationen, die dazu genutzt werden können, nicht nur das Potenzial unserer Instrumente zu verbessern, sondern auch unseren Kunden einen Wissensvorteil zu verschaffen und ein Massenfluss zu verstehen. Die obigen Beispiele sind nur ein Ausschnitt aus den verfügbaren Berechnungstools.

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