Indexmessung
Indexmessungen können bei allen Maschinen und Förderhöhen
durchgeführt werden. Durch diese Messungen wird der relative
Wirkungsgrad bestimmt.
Diese Art von Messung kann während der Inbetriebnahme
durchgeführt werden oder kann bei kleinen Anlagen als Bestandteil
einer Abnahmemessung dienen.
Vor allem bei Ersatz von Laufrädern oder Modifikationen am Kraftwerk
bieten Indexmessungen Vergleichsmöglichkeiten, weil hier die
Wiederholbarkeit der Resultate von Bedeutung ist und nicht die
absolute Messunsicherheit.
Fakten Indexmessung:
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relativer Wirkungsgrad
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jede Fallhöhe möglich
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geeignet für Pumpen und Turbinen
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Messung einer Druckdifferenz erforderlich
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günstige Variante zur Überprüfung von Einstellungen der Anlage
oder Vergleichsmöglichkeit nach Modifikationen
Hinweis!
Als unabhängiges Ingenieurbüro werden meine Gutachten bei
Förderstellen akzeptiert.
Thermodynamische Wirkungsgradmessung
Bei dieser Messung wird durch eine speziell entwickelte
Entspannersonde (vor der Turbine) ein Energiezustand erzeugt, welcher
dem des stromabwärts (nach der Turbine) liegenden Energiezustandes
gleicht. Durch diese Messung können Verluste, resultierend aus dem
Wärmeeintrag in das Triebwasser, erfasst werden und mit der zur
Verfügung stehenden Energie gegenübergestellt werden. Somit ergibt
sich ein (absoluter) Wirkungsgrad.
Abnahmemessungen werden mit dieser Messung durchgeführt, um die
Garantiewerte der Hersteller kontrollieren zu können.
Thermodynamische Wirkungsgradmessungen nach der Teilentspanner-
Methode können (ab 100 m Förderhöhe) bei so ziemlich allen
hydraulischen Maschinen angewandt werden.
Ich biete die Messung nach dieser Methode für Rohrquerschnitte ab 200
mm an.
Fakten Thermodynamische Wirkungsgradmessung:
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absoluter Wirkungsgrad
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geeignet für Pumpen und Turbinen
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nur für Fallhöhen ab 100 m
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sehr genau dank Teilentspanner-Methode
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ab 20 cm Rohrdurchmesser
Die Wirkungsgradmessungen werden in Anlehnung an die IEC (International Electrotechnical Commission) Standard 60041 “Field acceptance
tests to determine the hydraulic performance of hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines“ durchgeführt. Kleinwasserkraftwerke
in Anlehnung an die IEC Standard 62006 “Hydraulic machines - Acceptance tests of small hydroelectric installations“.
Transiente Messung / Druckstoßmessung
Änderungen der Strömungsgeschwindigkeiten verursachen Druck- und
Volumenstromschwankungen. In offenen Systemen ergibt eine solche
Druckschwankung eine Änderung des Wasserspiegels, wobei in
geschlossenen Systemen diese Schwankungen durch das Wasser und
der Elastizität der Leitungen aufgenommen und abgegeben werden.
Dadurch können sich Störungen verbreiten. Bei unsachgemäßer
Auslegung des Systems können selbst bei kurzen Druckleitungen und
kleinen Volumenströmen Schäden durch Druckstöße entstehen.
Deshalb sollten bei der Auslegung der Leitungen und deren Einbauten
die maximalen und minimalen Druckspitzen mit einkalkuliert
werden.
Fakten Druckstoßmessung:
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Messung zeitlich verlaufende Druck- und
Volumenstromschwankungen
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geeignet für Pumpen und Turbinen
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kombinierbar mit anderen Messgrößen (siehe Box
Durchführungsmöglichkeiten)
Durchführungsmöglichkeiten:
Folgende Konstellation kann gleichzeitig aufgezeichnet werden:
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6 Druckaufnehmer + 4 Wegaufnehmer + 8 Stromschleifen + 3
Stromzangen + 8 Kanäle für Fremdsensoren
Die Druckstoßmessung dient prinzipiell dem Nachweis der Einhaltung der
zulässigen Rohrinnendrücke bei instationären Schalthandlungen. Durch
diese Messung kann auch zeitgleich eine allfällige Simulationsberechnung
kontrolliert werden.
Anhand der Messergebnisse kann zum Beispiel die notwendige Schließzeit
für Verschlussorgane ermittelt werden.
Vor einer Druckrohrleitungssanierung kann durch eine Druckstoßmessung
der genaue Auslegungsdruck ermittelt werden, dadurch können
Materialkosten reduziert werden.
Durchflussmessung für offene Rinnen und Kanäle
In offenen Rinnen und Kanälen, sowie Rohrleitungen können Durchflüsse gemessen werden.
Das verwendete Gerät nutzt die Puls Doppler Technologie, um mit vielen Zellen die Geschwindigkeit und damit das gesamte Geschwindigkeitsprofil
zu erfassen. Der 2-dimensionale Sensor wird vertikal in einem offenen Gerinne montiert. Eine integrierte Drucksonde misst den Wasserstand. Es kann
entweder mittels Geschwindigkeits-Flächenverfahren oder mittels Index-Geschwindigkeitsverfahren der Durchfluss berechnet werden.
Durchflussmessung für Rohrleitungen von DN50-300
Zum Einsatz kommt ein Messgerät für eine eingriffsfreie, schnelle Ultraschall-Durchflussmessung mit Clamp-On-Technik. Das Gerät nutzt das
Laufzeitdifferenzverfahren. Hier werden Ultraschallsignale von einem Sensor ausgesendet, der auf der Rohrleitung installiert ist, und von einem
zweiten Sensor empfangen. Die Signale werden abwechselnd in und entgegen der Flussrichtung gesendet.
Da das Medium, in dem sich der Ultraschall ausbreitet, fließt, ist die Laufzeit der Ultraschallsignale in Flussrichtung kürzer als entgegen der
Flussrichtung.
Die Laufzeitdifferenz wird gemessen und erlaubt die Bestimmung der mittleren Strömungsgeschwindigkeit auf dem von Ultraschallsignalen
durchlaufenen Pfad. Durch eine Profilkorrektur kann das Flächenmittel der Strömungsgeschwindigkeit errechnet werden, das proportional zum
Volumenstrom ist.
Die Durchflussmessung dient einerseits der Kontrolle der Auslegungsparameter und andererseits kann mit dessen Hilfe der absolute Wirkungsgrad von
Kraftwerken mit Fallhöhen unter 100 m berechnet werden. Für diese Wirkungsgradbestimmung sind noch eine elektrische Leistungsmessung, sowie
die Messung der Fall- bzw Förderhöhe notwendig.
Dehnungsmessung
Dehnungsmessungen mittels elektrischen Dehnungsmessstreifen dienen dazu, den Grad der
Beanspruchung eines Werkstoffes zu bestimmen. Richtung und Absolutwert der mechanischen
Belastung werden aus der gemessenen Dehnung und den bekannten Werkstoffeigenschaften ermittelt.
Diesen Berechnungen liegt das Hookesche Gesetz zugrunde, welches die direkte Proportionalität von
Dehnung und Beanspruchung eines Werkstoffes anhand seines Elastizitätsmoduls bestimmt.
Durchführungsmöglichkeiten
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bis zu 12 Kanäle gleichzeitig
o
8 Kanäle niederfrequente Abtastung
o
4 Kanäle hochfrequente Abtastung