Che cos'è un misuratore di portata a vortice?
A misuratore di portata a vorticeÈ un dispositivo installato in un sistema di trattamento dei flussi per rilevare i vortici generati dal passaggio del fluido attraverso un corpo tozzo. È ampiamente utilizzato nei processi di trattamento di gas, liquidi e vapore per la misurazione del flusso, al fine di migliorare l'efficienza e l'allocazione della produzione.
Principio di funzionamento del flussometro a vortice
Quando un fluido attraversa un oggetto non aerodinamico, i vortici si formano alternativamente da entrambi i lati della superficie. Le variazioni di pressione generate durante questo processo sono direttamente proporzionali alla velocità del flusso. La frequenza di distacco dei vortici viene rilevata per calcolare la portata. Tale frequenza viene poi convertita in un segnale che fornisce una misurazione precisa della portata volumetrica o massica di liquidi, gas e vapore.
Progettazione strutturale dei misuratori di portata a vortice
L'acciaio inossidabile 316 o Hastelloy è il materiale principale di un flussometro tipico, che comprende un corpo robusto, un sensore a vortice assemblato e l'elettronica del trasmettitore.misuratore di portata a distacco di vorticiè disponibile in dimensioni di flangia da ½ pollice a 12 pollici. Inoltre, il costo di installazione di unmisuratore di distacco vorticiè più competitivo rispetto a quello dei misuratori a orifizio di dimensioni inferiori a sei pollici.
Le dimensioni e le forme del corpo tozzo, come quella quadrata e rettangolare, sono state oggetto di sperimentazione per ottenere gli effetti desiderati. I risultati sperimentali indicano che la linearità e la sensibilità al profilo di velocità variano leggermente a seconda della forma del corpo tozzo. Il corpo tozzo dovrebbe contenere una frazione sufficientemente ampia del diametro del tubo. In questo modo, l'intero flusso partecipa al distacco delle onde. Indipendentemente dalla portata, i bordi sporgenti sulla faccia a monte sono indispensabili per la progettazione di linee di separazione del flusso.
Attualmente, la maggior parte dei misuratori a vortice integra sensori piezoelettrici o capacitivi per misurare le oscillazioni di pressione in prossimità del corpo tozzo. Questi sensori emettono un segnale a bassa tensione in risposta alle oscillazioni di pressione. Tali segnali hanno la stessa frequenza delle oscillazioni. Questi sensori, modulari ed economici, possono essere sostituiti facilmente e sono adattabili a un ampio intervallo di temperature, dai liquidi criogenici al vapore surriscaldato.
Perché scegliere i misuratori di portata a vortice?
L'assenza di parti in movimento garantisce durata, bassa manutenzione e affidabilità a lungo termine in un sistema di processo. Questi flussimetri si distinguono anche per la capacità di misurare con precisione un'ampia gamma di fluidi, anche a temperature e pressioni variabili. Proprio grazie alla loro multifunzionalità e alle eccezionali prestazioni in termini di precisione e ripetibilità delle misurazioni, rappresentano la soluzione ideale per le industrie che privilegiano l'accuratezza. La riduzione dei costi operativi e la facilità di installazione sono ulteriori motivi per cui sono la scelta preferita.
Precisione e intervallo di misurazione
La portata dei flussimetri a vortice diminuisce all'aumentare della viscosità, poiché il numero di Reynolds diminuisce con l'aumentare della viscosità. Il limite massimo di viscosità è compreso tra 8 e 30 centipoise. Se il flussimetro a vortice è dimensionato correttamente per l'applicazione, ci si può aspettare una portata migliore di 20:1 per gas e vapore e superiore a 10:1 per fluidi a bassa viscosità.
L'imprecisione dei flussimetri a vortice varia in funzione del numero di Reynolds. Tale imprecisione, per la maggior parte dei flussimetri a vortice, si attesta tra lo 0,5% e l'1%, mentre può arrivare fino al 10% per numeri di Reynolds inferiori a 10.000. Un flussimetro a vortice presenta un punto di interruzione per le indicazioni in corrispondenza di flussi prossimi allo zero. Le uscite del misuratore vengono bloccate a zero quando il numero di Reynolds è pari o inferiore a 10.000. Non si riscontrano problemi se il flusso minimo da misurare è pari al doppio del valore di interruzione. Le basse portate non possono essere misurate con precisione durante le fasi di avvio, arresto e in altre condizioni anomale, a causa della loro limitata gamma di misurazione.
Massimizzare l'efficienza e ridurre i costi.
Grazie a misurazioni accurate del flusso, gli operatori sono in grado di regolare e ottimizzare la portata di liquidi, gas o vapore che attraversano il sistema di processo. In questo modo, l'efficienza di allocazione viene migliorata e il consumo energetico ridotto. Nel complesso, l'integrazione di questi flussimetri nei sistemi di automazione contribuisce al miglioramento continuo delle prestazioni operative, alla riduzione dei tempi di inattività e all'aumento della produttività complessiva.
Limitazioni del flussimetro a vortice
I misuratori a vortice non sono generalmente ideali per processi a lotti o a flusso intermittente a causa delle loro limitazioni prestazionali a basse portate. In particolare, la portata a goccia delle stazioni di dosaggio può scendere al di sotto della soglia minima del numero di Reynolds del misuratore a vortice, causando imprecisioni. Man mano che la dimensione totale del lotto diminuisce, aumenta la probabilità di errori di misurazione, rendendo il misuratore meno affidabile per queste applicazioni. È importante selezionare un misuratore di portata in grado di gestire il profilo di flusso specifico richiesto per tali operazioni al fine di evitare errori significativi.
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Data di pubblicazione: 16 ottobre 2024
