Los medidores de flujo de vórtice se utilizan ampliamente en diversas industrias para medir la velocidad de flujo de los fluidos. Como proveedor confiable de medidores de flujo de vórtice, estoy emocionado de compartir con usted cómo funcionan estos notables dispositivos.
Principio básico de medidores de flujo de vórtice
La operación de un medidor de flujo de vórtice se basa en el principio de la calle Von Kármán Vortex. Cuando un fluido (líquido, gas o vapor) fluye alrededor de un cuerpo de acantilado (también conocido como barra de cobertizo) colocado en la ruta de flujo, los vórtices se desprenden alternativamente desde cada lado del cuerpo del acantilado. Estos vórtices crean un campo de presión fluctuante en el fluido aguas abajo del cuerpo del acantilado.
La frecuencia del desprendimiento del vórtice es directamente proporcional a la velocidad del fluido. Esta relación puede describirse por el número de Strouhal (ST), que es un número adimensional definido como:
St = f * d / v
Dónde:
- F es la frecuencia del desprendimiento de vórtice (Hz)
- D es el ancho del cuerpo del acantilado (m)
- V es la velocidad promedio de fluido (M/S)
Al medir la frecuencia del desprendimiento de vórtice, se puede determinar la velocidad del fluido. Una vez que se conoce la velocidad, el caudal volumétrico se puede calcular multiplicando la velocidad por el área cruzada de la tubería.
Componentes de un medidor de flujo de vórtice
Un medidor de flujo de vórtice típico consiste en los siguientes componentes principales:
Cuerpo de acantilado
El cuerpo Bluff es el elemento clave que inicia la formación de vórtices. Por lo general, es una forma no aerodinámica, como un cilindro o una barra rectangular. La forma y el tamaño del cuerpo del acantilado están cuidadosamente diseñados para garantizar el desprendimiento de vórtice estable y predecible en una amplia gama de caudales.
Sensor
El sensor es responsable de detectar las fluctuaciones de presión causadas por el desprendimiento de vórtice. Existen varios tipos de sensores utilizados en medidores de flujo de vórtice, incluidos sensores piezoeléctricos, sensores capacitivos y sensores de calibre de tensión. Los sensores piezoeléctricos son los más utilizados debido a su alta sensibilidad y tiempo de respuesta rápido. Cuando los vórtices pasan por el sensor, generan vibraciones mecánicas, que se convierten en señales eléctricas por el material piezoeléctrico.
Procesador de señal
El procesador de señal recibe las señales eléctricas del sensor y las procesa para determinar la frecuencia del desprendimiento de vórtice. Utiliza algoritmos avanzados para filtrar el ruido y la interferencia, y luego calcula el caudal en función de la relación número de Strouhal. Los datos de caudal procesado se pueden mostrar en un indicador local o transmitirse a un sistema de control a través de varios protocolos de comunicación, como 4 - 20 mA, Modbus o Hart.
Proceso de trabajo de un medidor de flujo de vórtice
Echemos un vistazo más de cerca al proceso de trabajo de paso, por - de un medidor de flujo de vórtice:
Enfoque fluido
El fluido ingresa a la tubería donde se instala el medidor de flujo de vórtice. A medida que el fluido se acerca al cuerpo del acantilado, se ve obligado a fluir a su alrededor.
Formación de vórtice
Cuando el fluido fluye alrededor del cuerpo del acantilado, la capa límite en la superficie del cuerpo del acantilado se separa, creando regiones de baja presión detrás del cuerpo del acantilado. Esto hace que los vórtices se formen alternativamente a cada lado del cuerpo del acantilado. Los vórtices crecen en tamaño a medida que se mueven aguas abajo hasta que se arrojan al flujo principal.
Detección de vórtice
El sensor detecta las fluctuaciones de presión causadas por los vórtices que pasan. Estas fluctuaciones se convierten en señales eléctricas, que luego se envían al procesador de señal.
Procesamiento de señal
El procesador de señal analiza las señales eléctricas para determinar la frecuencia del desprendimiento de vórtice. Usando el número de strouhal precalibrado, calcula la velocidad del fluido. Basado en el diámetro de la tubería y la velocidad, se calcula el caudal volumétrico.
Salida y pantalla
Los datos de caudal calculados se muestran en una pantalla local en el medidor de flujo o se transmiten a un sistema de control remoto. Esto permite a los operadores monitorear y controlar la velocidad de flujo en tiempo real.
Ventajas de los medidores de flujo de vórtice
Los medidores de flujo de vórtice ofrecen varias ventajas sobre otros tipos de medidores de flujo:
Amplia rango
Pueden medir las tasas de flujo en un amplio rango, generalmente de velocidades de flujo bajo a alta. Esto los hace adecuados para una variedad de aplicaciones, desde configuraciones de laboratorio a pequeña escala hasta procesos industriales a gran escala.
Alta precisión
Los medidores de flujo de vórtice pueden proporcionar mediciones de alta precisión, especialmente cuando se calibran e instalan adecuadamente. Están menos afectados por los cambios en las propiedades de fluido, como la densidad, la viscosidad y la temperatura en comparación con algunas otras tecnologías de medición de flujo.
Bajo mantenimiento
Sin partes móviles (excepto las pequeñas vibraciones del sensor), los medidores de flujo de vórtice requieren un mantenimiento mínimo. Esto reduce el tiempo de inactividad y los costos operativos a largo plazo.
Compatibilidad con diferentes fluidos
Se pueden usar para medir el flujo de líquidos, gases y vapor. Esta versatilidad los convierte en una opción popular en muchas industrias, incluidos químicos, petróleo y gas, generación de energía y tratamiento de agua.
Aplicaciones de medidores de flujo de vórtice
Los medidores de flujo de vórtice se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, que incluyen:
Medición de vapor
En las plantas de energía y los sistemas de vapor industrial, los medidores de flujo de vórtice se utilizan para medir la velocidad de flujo de vapor. Pueden medir con precisión la tasa de flujo masivo del vapor, que es crucial para la gestión de la energía y el control de procesos. Para aplicaciones de vapor de alta temperatura, puede consultar nuestroAjuste del transmisor del medidor de flujo de flujo de vórtice de alta temperatura para la medición de vapor.
Medición del flujo de gas
En la industria del petróleo y el gas, los medidores de flujo de vórtice se utilizan para medir el flujo de gas natural, propano y otros gases. Pueden proporcionar mediciones de flujo precisas en tuberías, instalaciones de almacenamiento y redes de distribución. NuestroMedidor de vórtice de vórtice de flujoes adecuado para la medición del flujo de gas también.
Medición del flujo de líquido
En las plantas de procesamiento químico, las instalaciones de tratamiento de agua y las industrias de alimentos y bebidas, se utilizan medidores de flujo de vórtice para medir el flujo de varios líquidos. Pueden manejar líquidos corrosivos y abrasivos, lo que los convierte en una opción confiable para aplicaciones desafiantes. Para medición de flujo de líquido de diámetro pequeño, nuestroPulse de flujo de turbina líquida con diámetro pequeñoOfrece una gran solución.
Conclusión
Los medidores de flujo de vórtice son dispositivos altamente confiables y precisos para medir la velocidad de flujo de los fluidos. Su principio de trabajo simple pero efectivo, combinado con sus muchas ventajas, los convierte en una opción popular en una amplia gama de industrias. Ya sea que necesite medir el vapor, el gas o el flujo de líquido, nuestra compañía ofrece una variedad de medidores de flujo de vórtice para cumplir con sus requisitos específicos.
Si está interesado en comprar medidores de flujo de vórtice para su solicitud, lo invitamos a contactarnos para una discusión detallada. Nuestro equipo de expertos estará encantado de ayudarlo a seleccionar el medidor de flujo correcto y proporcionarle las mejores soluciones.
Referencias
- ISO 10790: 2019, "Medición del flujo de fluido en conductos cerrados - Medidores de vórtice".
- Miller, RW, "Manual de ingeniería de medición de flujo", McGraw - Hill, 1996.
- Spitzer, DW, "Medición de flujo: guías prácticas para la medición y control", ISA, 2001.
