Bronkhorst

Blogserie: Hoe gaan we om met lage flow? Deel 3

17 maart, 2020 Marnix Hanselman

Deel 3: Vloeistoftoevoer met behulp van een drukvat

Bij flowmeting en -regeling maken we onderscheid tussen 'lage flow' en 'hoge flow'. Maar wat betekent dat nou echt? Bronkhorst levert flowmeters en flowregelaars voor 'lage' flows. Weet je wat een 'lage flow' inhoudt? In deze serie blogs leggen we het verschil uit en geven we je een paar tips voor systemen voor lage vloeistofflows.

De eerder gepubliceerde blogs vind je hier:

  • Deel 1 'Wat zijn lage vloeistofflows?' : in deze blog leggen we uit wat (ultra)lage vloeistofflows zijn, welke problemen daarbij kunnen optreden en welke oplossingen leiden tot optimale prestaties.
  • Deel 2 'Tips voor de selectie van flowmeters' : in deze blog vertellen we je hoe je de stabiliteit en de prestaties van je systeem kunt optimaliseren en geven we tips en adviezen over dimensionering, materiaalkeuze en beste praktijken.

drukvat met massflowmeter

Vloeistoftoevoer – een stabiele lage vloeistofflow

Zoals we in het voorgaande bij de tips voor het selecteren van een geschikte flowmeter of -regelaar al aangaven, heeft een flowregelaar een zeer stabiele ingangsdruk nodig om bij een lage vloeistofflow een stabiel flowbereik te verkrijgen. Doordat een gas een samendrukbaar medium is, kan het bij het regelen van de druk een buffereffect hebben. Een vloeistof heeft veel minder veerkracht. Hoewel Bronkhorst-flowregelaars drukschommelingen tot op zekere hoogte kunnen neutraliseren, kunnen snelle veranderingen in de ingangsdruk de flow destabiliseren..

In het algemeen zijn er twee methoden om het vloeistofsysteem van een stabiele inlaatdruk te voorzien: gebruik een drukvat, als gas wordt benut om de vloeistof onder druk te zetten, of gebruik een pomp. De keuze voor een methode is deels ook een praktische beslissing op basis van de reeds aanwezige installatie bij de klant.
 

Drukvat

Een drukvat is een relatief veilige oplossing zonder elektriciteit of bewegende delen en is bij sommige vluchtige vloeistoffen een pre. Maar gasbellen die in de vloeistof zijn opgelost, hebben een negatief effect op de stabiliteit van de flow.  

Pomp

Het voordeel van een pomp is dat er in principe geen rechtstreeks contact is tussen gas en vloeistof. Er kan dus geen gas in de vloeistof oplossen. Bovendien kan een pomp continu draaien. Aan de andere kant zijn pompen door hun bewegende delen onderhevig aan slijtage en zijn ze vaak duurder dan drukvaten.

drukvaten, vloeistofflow, kleine stroom, flowmeterpomp
Pomp in combinatie met een ES-FLOW Ultrasone flowmeter

Het is vaak een afweging tussen het volume van de te doseren vloeistof, de druk en de toepassing. In een onderzoekslab kan bijvoorbeeld helium aanwezig zijn voor druktoepassingen, terwijl er in een productieomgeving een andere oplossing gezocht moet worden, vaak met behulp van een pomp. In deel 4 van deze blogserie lees je meer over het gebruik van een pomp voor een stabiele ingangsdruk.

Hoe gaan we om met opgelost gas?

Bij gebruik van een drukvat is het de grootste uitdaging om het oplossen van gas in de te verwerken vloeistof zoveel mogelijk te beperken. Hoe minder gas er met de vloeistof in aanraking komt, hoe beter. De wet van Henry bepaalt dat de hoeveelheid opgelost gas in een vloeistof evenredig is aan de druk van het gas dat in rechtstreeks contact staat met de vloeistof. Dit heeft enkele praktische gevolgen. Gas dat is gebruikt om de vloeistof onder druk te zetten en daarin onder hoge druk is opgelost, zal stroomafwaarts in het proces bij een lagere druk weer vrijkomen in de vorm van gasbelletjes. Dit verschijnsel is meestal ongewenst. Bovendien neemt de oplosbaarheid van een gas in een vloeistof af als de temperatuur stijgt. Een temperatuurstijging van de vloeistof zal dus resulteren in vrijkomende gasbelletjes.

Met het oog hierop adviseren we de druk- en de temperatuurverlaging tijdens de verwerking van de vloeistof zoveel mogelijk te beperken.

 

Henry's Law, dissolved gas

Tip 1: Gebruik een drukvat

Als er gas wordt gebruikt om de vloeistof onder druk te zetten, adviseren wij daarom met klem om te voorkomen dat het gas rechtstreeks met de vloeistof in aanraking komt. Gebruik bijvoorbeeld een drukvat met een membraan dat de vloeistof fysiek van het drukgas gescheiden houdt – vergelijkbaar met de manier waarop een expansievat wordt toegepast in je cv-installatie thuis.

 

Tip 2: Gebruik een gas met een lage oplosbaarheid

Als het noodzakelijk of onvermijdelijk is dat het drukgas rechtstreeks met de vloeistof in aanraking komt, zijn er enkele oplossingen mogelijk. Bijvoorbeeld: gebruik een gas met een lage oplosbaarheid. Voor vloeistoffen op waterbasis is helium meestal de beste oplossing, gevolgd door stikstof. Pas, indien mogelijk, de laagst denkbare druk op de vloeistof toe. Dit is natuurlijk afhankelijk van de werkdruk van de toepassing. Met het oog hierop kan het nuttig zijn het vloeistofvat aanzienlijk hoger te plaatsen dan de flowregelaar, zodat de zwaartekracht zijn werk kan doen en er dus minder gasdruk nodig is.
 
 

Tip 3: Gebruik een ontgasser

Als laatste toevlucht kun je een ontgasser gebruiken om het gas uit de vloeistof te verwijderen. Dat is een instrument met een poreuze slang waarop aan de buitenkant een vacuüm wordt toegepast, waardoor de gasbelletjes uit de in de slang aanwezige vloeistof worden gezogen. Standaardontgassers werken prima bij waterachtige media. Voor lage flowbereiken onder 50 g/h en afhankelijk van de soort toepassing adviseren we het gebruik van een ontgasser als stabiliteit en maximale nauwkeurigheid de hoogste prioriteit hebben en verstoringen door gasbelletjes moeten worden verwijderd. Een ontgasser wordt gezien als een dure optie, maar als je werkt met een geavanceerde toepassing, hoort daar de best mogelijke oplossing bij. Als voorbeeld: je koopt toch ook geen banden van € 25 voor een peperdure sportauto?
 

Tip 4: Drukontlasting of buffertank

Als de drukschommelingen in het drukvatsysteem sneller gaan dan de flowregelaar ze kan compenseren, zijn er nog andere mogelijkheden om dit op te lossen. Een drukontlasting of een buffertank tussen de drukregelaar en het vloeistofvat kan deze schommelingen opvangen en zo een stabiele inlaatdruk leveren.

 

Lage flow opstelling voor het stabiliseren van de druk, pressure refiel or buffer tank, drukschommelingen in het drukvat
Lage flow opstelling voor het stabiliseren van de druk

Tip 5: Hoe gaan we om met roestvorming op gelaste onderdelen?

Bij media op waterbasis adviseert Bronkhorst het om een vat uit één stuk gepassiveerd staal te gebruiken, ter voorkoming van roestproblemen bij met name gelaste onderdelen. Bij organische oplosmiddelen zoals methanol, tolueen of aceton is het roesten van gelaste onderdelen meestal geen probleem. Omdat vloeistofregeling met een drukvat meestal een batchproces is, moet je ervoor zorgen dat het vat groot genoeg is om tussen bijvullingen lang genoeg een stabiele flow te kunnen leveren. Gebruik een vultrechter bij de invoer om spatten en morsen bij het vullen te voorkomen.


 

Deel 4 komt eraan!

In deze blog hebben we tips met je gedeeld voor een stabiele ingangsdruk voor het vloeistofsysteem. In deel 4 richten we de aandacht op een kleine vloeistoftoevoer met behulp van een pomp. Deel 4 komt uit in april. 

 

Wil je maandelijks onze updates ontvangen? Schrijf je dan nu in!

Ja, stuur mij de updates!

Bronkhorst NEDERLAND

Lunet 10c
3905 NW Veenendaal
Tel. +31 (0)318 55 12 80
[email protected]

Copyright © 2020 Bronkhorst. All rights reserved.     Sitemap     Disclaimer     Privacy note