Messrichtigkeit von mechanischen Gasmessgeräten bei Verwendung von unterschiedlichen Gasbeschaffenheiten

Messrichtigkeit von mechanischen Gasmessgeräten bei Verwendung von unterschiedlichen Gasbeschaffenheiten
Modellgleichung zur Abschätzung der Messabweichung
und Korrektur der Messergebnisse

H.-B. Böckler
aus
Hannover

Stichworte: Messabweichung, mechanische Gaszähler, Zählermodell, Drehkolbengaszähler, Turbinenradgaszähler, Erdgas, Biogas, Hochdruck, Kalibrieren, Mutterkurve, Reynoldszahl
Kurzfassung:
Diese Arbeit stellt eine Modellgleichung auf Basis des Gleichgewichts der Momente vor. Beruhend auf der Modellgleichung wird eine „Mutterkurve“ entwickelt, mit der man in der Lage ist, Turbinenradgaszähler über die gesamte Bandbreite an Gasqualität und über einen großen Bereich an Drücken hinsichtlich der Messabweichung zu korrigieren.
Um dieses zu erreichen, wird ein Prüfprogramm vorgestellt, mit dem die Parameter der Modellgleichung vollständig bestimmt werden können. Über das Versuchsprogramm wird unter anderem das Verhalten der Lagerreibung bestimmt. Damit kann der Einfluss der Lagerreibung aus der Messabweichung herausgerechnet werden, danach ist die Messabweichung nur noch von der Reynoldszahl abhängig. Der Verlauf dieser rein von der Reynoldszahl abhängigen Messabweichung wird als Mutterkurve bezeichnet. Zu der experimentellen Beschreibung der Mutterkurve wird die Mutterkurve hinsichtlich ihrer Abhängigkeit von einzelnen Parametern untersucht. Es wird beschrieben, dass die Mutterkurve auf der Geometrie des Schaufelkanals beruht und wie sich daraus ihr charakteristischer Verlauf ableiten lässt. Aus diesen Ergebnissen ergibt sich eine mathematische Beschreibung, mit der die Korrektion beliebiger Betriebsbedingungen möglich wird.
Der zweite Teil dieser Arbeit widmet sich den Drehkolbengaszählern. Es wird gezeigt, dass die Grundidee, eine Modellgleichung auf Basis des Gleichgewichts der Momente, auf andere mechanische Zähler übertragbar ist. Dafür wurden in der Modellgleichung für Drehkolbengaszähler die Lagerreibung, der Impuls der ankommenden Strömung gegen die Kolbenbewegung, der Impuls der ankommenden Strömung als Antrieb und der Spaltstrom mit der Messabweichung verknüpft. Für dieses Modell wird ein Versuchsprogramm zur Bestimmung aller Parameter vorgestellt.