Mijloace pentru măsurarea debitelor în industria alimentară

Înainte de a începe alegerea unui mijloc de măsurare a debitului, trebuie mai întâi să înțelegem sensul fiecărui termen : “măsurare” , „debit” , „fluid”. Astfel avem :

Un fluid reprezintă o substanță a cărei particule se mișcă ușor și își schimbă poziția fără separare de masă, care cedează ușor sub influența presiunii, tinzând să ia forma containerului.

Debitul este un parametru caracteristic fluidului în mișcare și reprezintă cantitatea de fluid care trece în unitatea de timp, prin unitatea de suprafață.

Măsurarea reprezintă procesul de obținere pe cale experimentală a uneia sau a mai multor valori ale mărimii care pot fi atribuite în mod rezonabil unei mărimi. Combinând cei trei termeni obținem o definiție a “Măsurării debitului la fluide” : măsurarea particulelor în mișcare care umplu și se potrivesc tubulaturii cu un flux continuu de lichid pentru a determina valoarea fluxului. Măsurarea debitului la fluide se poate realiza doar în cazul în care fluidul de măsurat este relativ într-o stare stabilă, este curat, omogen, newtonian, cu o singură fază cu profil non-vârtej în limitele unor numere Reynold. Dacă unul din aceste criterii nu este satisfăcut, toleranța măsurătorii va fi afectată, iar în unele cazuri măsurătoarea nu ar trebui să se încerce până când excepțiile au fost eliminate. Acestea nu pot fi ignorate și acuratețea măsurătorii nu va fi atinsă până când lichidul de măsurat nu a fost pregătit corespunzător. Pe de altă parte, costul preparării unui fluid sau a unui debit pentru măsurat poate, câteodată, să fie prea ridicat, deci o acuratețe mai mică va fi acceptată.

Măsurarea debitelor în sistemele tehnice este o componentă de bază a procesului de funcţionare a sistemelor pneumatice şi hidraulice, întrucât variaţiile necontrolate ale acestui parametru ar putea pune în pericol nu numai funcţionarea, dar şi securitatea celor care deservesc sistemul: muncitori , tehnicieni, personal de control şi verificare, personal de întreţinere.

Procesul de măsurare este partea integrantă și absolut necesară oricărui tip de producție. În funcție de tipul de producție , se aleg mijloace de măsurare potrivite.

Procesele tehnologice industriale se caracterizează printr-un număr mare de parametri: temperaturi, presiuni, debite etc.

Cunoasterea modului de desfășurare a unui proces tehnologic necesită obținerea rapidă de informații privind valoarea fiecărui parametru.

În unele cazuri, informația privind condițiile de desfășurare a unui proces tehnologic este convertită, adică transformată în valori numerice care sunt prelucrate de calculatoare.

Măsurările de debit sunt legate de principiul conservării masei:

O masă statică care intră într-un sistem în unitatea de timp este egală cu masa care iese din sistem în aceeaşi unitate de timp.

CONSIDERAȚII TEORETICE

Caracteristici generale.

Măsurarea debitului se referă la fluide: lichide, gaze, aburi şi suspensii. Debitele fluidelor se măsoară în conducte deschise sau închise, iar debitele de gaz se măsoară numai în conducte închise. Măsurarea debitelor la fluide se poate realiza fie ca debite volumice Qv, măsurate în m3/s - volum de fluid scurs în unitate de timp.

unde:

v- volumul;

t - timpul.

Fie ca debite masice Qm, măsurate în Kg/s -masa de fluid scurs în unitatea de timp.

unde:

m - masa lichidului;

t - timpul.

Între cele două tipuri de debite există relaţia:

Qm = ρ∙Qv,( ρ - densitatea fluidului).

Ecuaţiile dimensionale de exprimare a debitului sunt:

- pentru debitul de volum: [Qv] = I^3∙ T^(-1) exprimat în m3/h; 1/s; 1/h;

- pentru debitul masic: [Qm] = M∙T^(-1) exprimat în: kg/h; t/s; t/h;

Măsurarea debitelor de fluide se bazează pe:

- determinarea presiunii diferenţiale;

- determinarea presiunii dinamice;

- determinarea vitezei medii de deplasare;

- inducţia electromagnetică;

- propagarea oscilaţiilor sonore în fluid;

- ionizare;

- efecte calorice asupra fluidului.

Sistemul de măsurare folosit se alege în funcţie de următorii factori :

- tipul fluidului (lichid, gaz, aburi sau suspensii),

- densitatea fluidului,

- vâscozitatea fluidului,