Un medidor de flujo es un dispositivo para medir el caudal volumétrico o másico de una sustancia, incluido el gas natural, los gases combustibles, corrosivos y los productos de separación de aire. El cálculo de los volúmenes de flujo en empresas industriales o en la vida cotidiana se puede realizar sin la participación de especialistas.
A continuación, le diremos cómo y en qué se mide el gas, le daremos una descripción de los dispositivos que se utilizan para este propósito y también consideraremos los métodos principales para determinar el caudal de gas.
El contenido del artículo:
- Método directo de medición del consumo de gas.
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Métodos de medición indirectos
- Medición de flujo de gas de presión diferencial
- Método de alta velocidad para determinar costos
- Método de medición ultrasónico
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Clasificación del caudalímetro según el principio de funcionamiento.
- Tipo # 1 - medidores de flujo de chorro
- Tipo # 2 - medidores de flujo de vórtice
- Tipo # 3 - medidores de flujo ultrasónicos
- Tipo # 4 - medidores de flujo de tambor
- Tipo # 5 - dispositivos de levitación
- Tipo # 6 - medidores de membrana
- Tipo # 7 - instrumentos rotativos
- Tipo # 8 - Medidores de turbina
- Instrumentos para medir la cantidad de gas.
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
Método directo de medición del consumo de gas.
El volumen de gas se calcula en metros cúbicos, con menos frecuencia se utilizan otras unidades de masa como toneladas o kilogramos, generalmente para los gases de proceso.
El método directo es el único método que proporciona una medición directa del volumen de gas que pasa.
Las debilidades de los dispositivos que calculan el caudal volumétrico o másico de una sustancia incluyen:
- Rendimiento limitado de los medidores de flujo en condiciones de gas contaminado.
- Existe una alta probabilidad de rotura debido a un bloqueo parcial del flujo o choque neumático.
- El alto costo de los medidores rotativos en comparación con otros dispositivos.
- Grandes dimensiones de dispositivos.
Las numerosas ventajas de este método se superponen a las desventajas enumeradas, por lo que se ha convertido en el más extendido en términos de número de contadores instalados.
Con un medidor de flujo, puede calcular el volumen o la masa de una sustancia por unidad de tiempo. La instalación en una sección inclinada de la tubería reducirá el error de medición
Entre ellos se encuentra la medición directa del volumen de gas, la ausencia de dependencia de la distorsión del gráfico de caudal, tanto en la entrada como en la salida, lo que permite reducir UUG. El ancho del rango es de hasta 1: 100. Para ello, se utilizan dispositivos de tipo membrana y rotatorio. Se pueden utilizar en salas con calderas de impulso instaladas.
Métodos de medición indirectos
Estos métodos implican calcular, por ejemplo, el caudal de una sustancia a través de un área de sección transversal determinada. Para obtener los resultados más precisos, es necesario igualar la velocidad del gas.
Medición de flujo de gas de presión diferencial
Uno de los métodos de flujo de gas más comunes y mejor estudiados, el método basado en orificios tiene varias ventajas, incluida la simplicidad. Mecanismo transductor de flujo, cuya acción tiene como objetivo medir la caída de presión de una sustancia que fluye a través de una constricción local en un gas. tubería. Para los cálculos, no necesitará Medidores de flujo se levanta.
A pesar de la presencia de una base científica y técnica completa, este método de medición tiene varias desventajas importantes. - pequeño rango de medición, que, incluso con sensores de presión multilímite, no supera el valor 1:10.
Los dispositivos cónicos estándar se fabrican utilizando una tecnología especial con altos requisitos de rugosidad. Se pueden utilizar exclusivamente en tuberías lisas.
Resistencia hidráulica en gasoductos aumentar la sensibilidad al gráfico de cambios enpromedio velocidades en profundidad o ancho del flujo en la entrada al diafragma. La longitud de las secciones rectas frente a los dispositivos de constricción debe ser de al menos 10 diámetros DN de la estructura de la tubería.
Método de alta velocidad para determinar costos
Para este método, se utilizan convertidores de tipo turbina. Estos dispositivos tienen varias ventajas, incluido el tamaño y el peso pequeños, y un precio asequible en su categoría.
Estos dispositivos no son sensibles a los golpes neumáticos. El rango de valores de medición de flujo es de hasta 1:30, que es significativamente más alto que el de los dispositivos de orificio.
El transductor de flujo de turbina TPR se puede utilizar en un entorno a temperaturas de menos 200 a +200 ° С, si el dispositivo está instalado para líquidos criogénicos monofásicos y no agresivos. Para líquidos agresivos, el indicador será de menos 60 a +50 ° С
Las desventajas incluyen la sensibilidad, aunque insignificante, a las distorsiones del flujo en la entrada y salida del dispositivo, la desviación de los resultados de las mediciones de los flujos de gas pulsante. Con caudales bajos, en el rango de 8 a 10 m3/ h, los medidores de flujo no funcionan.
Método de medición ultrasónico
La popularidad de los caudalímetros acústicos que miden la cantidad de gas, especialmente en la contabilidad comercial, se ha incrementado con el desarrollo de la microelectrónica. No hay partes móviles en los medidores de flujo acústicos, así como partes que sobresalen en el flujo, lo que aumenta significativamente su confiabilidad.
La medición se lleva a cabo en una amplia gama de valores debido a la capacidad del dispositivo para funcionar durante mucho tiempo desde la fuente de alimentación incorporada. Los dispositivos domésticos no cumplen con todos los requisitos necesarios, ya que para evitar la influencia de la distorsión flujo de gas para los resultados del cálculo, es necesario utilizar exclusivamente ultrasonidos multihaz Medidores de flujo.
Clasificación del caudalímetro según el principio de funcionamiento.
Los caudalímetros difieren en varios parámetros, incluida la presión, el tipo de gas utilizado y las condiciones de temperatura. El dispositivo debe elegirse en función de las condiciones de uso, así como de las tareas.
Los manómetros constan de piezas como un transductor de presión diferencial, una pieza de conexión y un manómetro.
Tipo n. ° 1: inyección de tinta autogenerador Medidores de flujo
Un caudalímetro de este tipo, que también está destinado a medir el caudal de gas natural, tiene varias características distintivas. El dispositivo está envuelto en retroalimentaciones negativas, la frecuencia de las conexiones de los chorros depende del caudal de gas.
Los medidores producidos sobre la base de medidores de flujo de chorro se utilizan para medición comercial sin examen preliminar.
1 - elemento de chorro; 2 y 3 - convertidores; 4 - dispositivo de extracción de señal; 5 - boquilla de potencia; 6 - cámara de trabajo; 7 y 8 - paredes de la cámara de trabajo; 9 - separador; 10 y 11 - boquillas de control; 12 y 13 - canales de recepción; 14 y 15 - canales de drenaje; 16 y 17 - canales de retroalimentación; 18 - expansión de la boquilla de suministro; 19 - repisa en la boquilla de suministro
Medidor de flujo de chorro autogenerador El tipo es propenso a atascarse, entre sus desventajas también está la inestabilidad de la tasa de conversión.
Estos dispositivos tienen desventajas similares a los dispositivos de vórtice:
- dependencia de las distorsiones del gráfico de velocidad, siempre que se utilice junto con dispositivos de estrechamiento;
- las pérdidas masivas de carga son irreversibles;
- la parte principal del medidor de flujo tiene enormes dimensiones;
- volatilidad significativa de la tasa de conversión.
Dignidad autogenerador Los medidores de flujo no difieren de un dispositivo de vórtice, excepto por la capacidad de trabajar con gases contaminados. Estos medidores no se utilizan mucho en la medición de transferencia de custodia.
Tipo # 2 - medidores de flujo de vórtice
Hay varios puntos fuertes de los instrumentos, incluida la precisión de las mediciones realizadas, la falta de Sensibilidad a la suciedad y a los golpes neumáticos, facilidad de uso, el dispositivo también carece Partes que se mueven.
Los dispositivos soportan las condiciones externas más difíciles, la precisión de los indicadores está garantizada a una temperatura ambiente de hasta 500 grados Celsius, el nivel máximo de presión es de 30 MPa
También se conocen importantes desventajas del uso de este tipo de caudalímetros: mayor sensibilidad a las vibraciones mecánicas, caída de presión. Diámetro de la tubería debe estar en el rango de 15-30 cm.
Tipo # 3 - medidores de flujo ultrasónicos
El dispositivo, también conocido como dispositivo acústico, tiene varias ventajas innegables:
- falta de resistencia hidráulica;
- no hay partes móviles en el dispositivo, lo que mejora su confiabilidad;
- mayor fuerza del mecanismo;
- de acción rápida.
Un caudalímetro de este tipo se basa en la determinación de la diferencia en el tiempo de tránsito.
Los medidores de flujo ultrasónicos son independientes de la temperatura, la presión ambiental, la viscosidad y la conductividad, lo que garantiza una adquisición de datos precisa
Los sensores ultrasónicos, ubicados diagonalmente entre sí, funcionan como receptor y emisor. El uso de varios canales compensa la deformación del perfil de flujo.
Tipo # 4 - medidores de flujo de tambor
Esta categoría de dispositivos se usa generalmente para investigaciones de laboratorio. La presión generada durante la rotación del tambor conduce al llenado de la sección con gas y su posterior vaciado.
Para el funcionamiento completo de los mecanismos de conteo de tambores (sin un generador de impulsos), no se necesita una fuente de energía constante, que es su ventaja indiscutible.
El número de revoluciones del tambor es proporcional a las unidades cúbicas de gas, el indicador se transmite al dial de la estructura de conteo. Los medidores de flujo de tambor tienen una alta precisión de medición.
Tipo # 5 - levitando dispositivos
La parte móvil del dispositivo tacómetro gira en cojinetes, la velocidad es igual al caudal de gas volumétrico. La transformación de la velocidad de un movimiento circular en una señal eléctrica se realiza mediante un convertidor secundario, los resultados se reflejan en el indicador.
Los dispositivos de medición de levitación operan en condiciones de -30 a +50 grados Celsius, el error de los valores está en el rango de ± 1.5%
Levitando Se demandan dispositivos en la medición comercial del consumo de gas natural, tanto para fines domésticos como municipales.
Tipo # 6 - medidores de membrana
La patente para la fabricación de uno de los dispositivos de medición más comunes para medir gas se emitió en la segunda mitad del siglo XIX en Inglaterra.
El principio de funcionamiento de un caudalímetro mecánico se basa en un cambio en la posición de las membranas de la cámara móvil en el momento del flujo de gas. El movimiento alterno se lleva a cabo durante la entrada y salida de la sustancia.
El dispositivo dosificador de gas de tipo membrana puede constar de 2 o 4 cámaras, según el volumen de la sustancia medida y el diseño
El dispositivo de conteo acciona la caja de cambios y el sistema de palancas. Los mecanismos tienen una amplia gama de valores para las mediciones, hasta 1: 100.
Tipo # 7 - instrumentos rotativos
En un dispositivo mecánico, dos rotores están ubicados en la cámara de medición, que comienzan a moverse bajo la presión de la sustancia. Las partes giratorias están ubicadas en ángulo recto entre sí, su ubicación inicial se fija mediante ruedas sincronizadoras.
La cantidad de gas es proporcional al número de revoluciones de los rotores. Con la ayuda de un acoplamiento magnético y una caja de cambios, la rotación del rotor se transmite al dispositivo de cálculo, que es responsable de la acumulación del volumen de la sustancia pasada.
El caudalímetro rotativo tiene un gran rendimiento, se utiliza en servicios públicos, empresas de medianos y pequeños volúmenes para el consumo de gas.
Las principales ventajas de los caudalímetros rotatorios incluyen una alta precisión de medición, la compacidad del dispositivo y una amplia gama de mediciones de caudal. Entre las desventajas se encuentran el ruido del mecanismo, su alto costo, sensibilidad a factores externos, incluida la contaminación.
Tipo # 8 - Medidores de turbina
El dispositivo de tipo mecánico tiene la forma de un segmento de tubería, dentro del caudalímetro se encuentra una turbina con eje y soportes móviles. El dispositivo de fuerza se mueve debido a que la sustancia pasa a través de la cámara de medición.
La velocidad de movimiento del mecanismo es igual al caudal y al caudal de gas. El volumen acumulado se refleja en el mecanismo de conteo, la transferencia se realiza mecánicamente mediante una caja de cambios, un sistema de engranajes.
El dispositivo de conteo de turbinas solo se puede utilizar con propulsores limpios: gas, líquido o vapor en suspensión, siempre que no contengan partículas sólidas.
Además de estos, hay otros dispositivos, pero se utilizan, por regla general, en la investigación científica. En el ámbito comercial, prácticamente no participan.
También recomendamos leer nuestro otro artículo, donde hablamos en detalle sobre cómo elegir un medidor de gas para su hogar. Más detalles - ir a Enlace.
Instrumentos para medir la cantidad de gas.
Los dispositivos para medir el consumo de gas por el método de cálculo se dividen en varias categorías. La velocidad se utiliza para determinar el número volumétrico del medio investigado. Estos dispositivos no tienen cámaras de medición. Un detalle sensible es turbina (tangencial o axial), que es impulsado a girar por el flujo de materia.
Los medidores volumétricos dependen menos del tipo de producto. Sus desventajas incluyen la complejidad del diseño, el alto precio y las impresionantes dimensiones. El dispositivo consta de varias cámaras de medición y tiene un diseño más complejo. Este tipo de dispositivos se divide en varios tipos: pistón, cuchilla, engranaje.
También existe otra clasificación de contadores de gas, que incluye tres tipos de dispositivos: rotativos, de tambor y de válvula.
Los medidores rotativos tienen una gran capacidad de flujo. Su acción se basa en calcular el número de revoluciones de las palas dentro del dispositivo, el indicador corresponde al volumen de gas. Sus principales ventajas incluyen durabilidad, independencia de la electricidad, mayor resistencia a sobrecargas a corto plazo.
Los medidores de gas de tipo tambor funcionan según el principio de desplazamiento. No se tienen en cuenta factores de corrección como la temperatura, la composición del gas y el nivel de humedad.
Los medidores de tambor constan de un cuerpo, un mecanismo de conteo y un tambor con cámaras de medición. El principio de funcionamiento del dispositivo para medir el consumo de gas consiste en determinar el número de revoluciones del tambor, que gira debido a la diferencia de presión. A pesar de la precisión de los cálculos, este tipo de dispositivo no ha encontrado una amplia aplicación debido a su engorroso tamaño.
El principio de funcionamiento de este último tipo de contadores, conocidos como contadores de válvula, se basa en el movimiento de un tabique móvil, sobre el que actúa la diferencia de presión de la sustancia. El dispositivo consta de varias partes: un mecanismo de recuento y distribución de gas, así como una carcasa. Tiene grandes dimensiones, por lo tanto, se utiliza principalmente en la vida cotidiana.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Cómo funcionan los medidores de flujo de gas vórtice se discutirá en el siguiente video:
La medición del flujo de gas es una de las tareas clave en la producción. Existe una gran cantidad de dispositivos en el mercado de los medidores de flujo con diferentes diseños y principios de funcionamiento, que también son adecuados para las necesidades domésticas. Con su ayuda, puede determinar casi cualquier cantidad de líquido o gas y no necesita una instalación estándar de calibración especial.
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