Các chất lỏng siêu tới hạn như carbon dioxide siêu tới hạn (SC-CO₂) ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp và nghiên cứu khoa học như chiết xuất, nhuộm, phát điện và thu giữ carbon nhờ các tính chất vật lý độc đáo của chúng. Tuy nhiên, khi nó ở gần điểm tới hạn, những thay đổi nhỏ về nhiệt độ hoặc áp suất có thể gây ra những thay đổi mạnh mẽ về tính chất của các vật như mật độ, độ nhớt, đặt ra thách thức cho việc đo lưu lượng chính xác. Bài viết này nhằm mục đích xem xét các kỹ thuật đo lường chính thống trong các điều kiện làm việc khắc nghiệt như vậy.

I. Thách thức đo lường cốt lõi

Khó khăn cốt lõi của việc đo lưu lượng chất lỏng siêu tới hạn nằm ở tính phi tuyến và không ổn định của bản chất vật chất của nó. Các thiết bị đo lưu lượng thông thường thường được đánh dấu dựa trên các thông số vật chất cố định của chất lỏng, trong khi mật độ của chất lỏng siêu tới hạn không phải là một giá trị cố định, dẫn đến sự suy giảm nghiêm trọng về độ chính xác của các thiết bị phụ thuộc vào các phép đo lưu lượng thể tích, chẳng hạn như đồng hồ đo lưu lượng tuabin. Ngoài ra, môi trường áp suất cao đặt ra yêu cầu về độ bền cơ học và độ kín của thiết bị, đồng thời có nguy cơ thay đổi pha chất lỏng do kiểm soát không đúng cách, do đó làm hỏng phép đo.

B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)

Hiện nay, có hai công nghệ chính có thể đáp ứng hiệu quả thách thức này:

Đồng hồ đo lưu lượng khối Coriolis: Đây là giải pháp chính thống và đáng tin cậy nhất hiện nay. Nó trực tiếp đo lưu lượng khối của chất lỏng, về cơ bản tránh được các lỗi do thay đổi mật độ. Nó có lợi thế đáng kể về độ chính xác cao và không cần bù áp suất nhiệt độ bổ sung. Nhưng bất lợi của nó là thành ống dày hơn dưới áp suất cao dẫn đến chi phí cao hơn, và có một tổn thất áp suất nhất định, và nhạy cảm hơn với rung động đường ống.

Đồng hồ đo lưu lượng siêu âm: Công nghệ này sử dụng tốc độ truyền siêu âm trong chất lỏng để đo, thuộc loại đo không tiếp xúc, không có điện trở dòng chảy và tổn thất áp suất nhỏ. Phương pháp Doppler áp dụng cho các chất lỏng có chứa các hạt hoặc bong bóng, trong khi quy tắc thời gian truyền được áp dụng nhiều hơn cho môi trường sạch. Tuy nhiên, tốc độ âm thanh của sóng siêu âm bị ảnh hưởng bởi mật độ chất lỏng, do đó, khi đo chất lỏng siêu tới hạn, nó phải được bù đắp theo thời gian thực bằng cảm biến nhiệt độ và áp suất chính xác cao, với độ phức tạp tích hợp hệ thống cao.

III. Kết luận và triển vọng

Tóm lại, trong đo lưu lượng của chất lỏng siêu tới hạn, đồng hồ đo lưu lượng khối Coriolis được coi là công nghệ do đặc tính của nó để đo trực tiếp lưu lượng khối, đặc biệt là trong các quy trình đòi hỏi độ chính xác cao. Và đồng hồ đo lưu lượng siêu âm là cạnh tranh trong các kịch bản ứng dụng với đường kính ống lớn và tổn thất áp suất thấp. Trong tương lai, với sự phát triển của hội tụ dữ liệu đa cảm biến và thuật toán bù tiên tiến, kết hợp với đồng hồ đo lưu lượng thông minh đo nhiệt độ thời gian thực, sẽ có thể "điều hướng" tốt hơn phương tiện đặc biệt này lơ lửng tại điểm tới hạn, cung cấp đảm bảo vững chắc cho việc tăng cường nâng và kiểm soát an toàn của các ngành công nghiệp liên quan.