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Medidores de flujo de vórtice de gas: principios, aplicaciones y ventajas
2. Principio de trabajo
Los medidores de flujo de vórtice de gas funcionan según el Fenómeno de desprendimiento de vórtice , descubierto por Theodore von KáRMánorte. Cuando un fluido (gas o líquido) fluye más allá de un cuerpo de acantilado (un objeto estacionario en la ruta de flujo), los vórtices se desprenden alternativamente de cada lado del cuerpo. La frecuencia de estos vórtices es directamente proporcional a la velocidad del flujo.
Los componentes clave de un medidor de flujo de vórtice de gas incluyen:
- Cuerpo de acantilado : Un objeto no transmitido que interrumpe el flujo, creando vórtices.
- Sensor de vórtice : Detecta la frecuencia del desprendimiento de vórtice (a menudo usando sensores piezoeléctricos o ultrasónicos).
- Transmisor de flujo : Convierte la frecuencia de vórtice en una señal de caudal (por ejemplo, 4-20 mA, Hart o comunicación digital).
La relación entre la frecuencia de vórtice (
F
) y velocidad de flujo (
V
) se da por:
dónde:
- Calle = Número de Strouhal (una constante adimensional para el cuerpo del farol)
- d = Diámetro del cuerpo del acantilado
3. Características clave de los medidores de flujo de vórtice de gas
- Amplio rango de medición : Adecuado para caudales bajos a altos.
- Alta precisión : Típicamente ±1% de la lectura (dependiendo del modelo y la calibración).
- Caída de baja presión : Resistencia mínima al flujo, reduciendo el consumo de energía.
- Sin partes móviles : Reduce los requisitos de desgaste y mantenimiento.
- Temperatura amplia & Rango de presión : Puede manejar gases de alta temperatura y alta presión.
- Opciones de comunicación digital : Admite Hart, Modbus, Profibus y otros protocolos para el monitoreo remoto.
4. Aplicaciones de medidores de flujo de vórtice de gas
Los medidores de flujo de vórtice de gas se utilizan en diversas industrias, incluidas las:
- Medición de gas natural : Para la transferencia de custodia y el monitoreo de la tubería.
- Suministro de gas industrial : Medición del aire, nitrógeno, oxígeno y otros gases de proceso.
- Medición del flujo de vapor : En centrales eléctricas y sistemas de calefacción.
- Químico & Industrias petroquímicas : Para monitoreo del flujo de gas en reactores y tuberías.
- HVAC & Gestión de edificios : Medición de la ventilación y los flujos de gas de aire acondicionado.
5. Ventajas de los medidores de flujo de vórtice de gas
✔
Alta precisión & Repetibilidad
– Proporciona mediciones confiables incluso en condiciones desafiantes.
✔
Bajo mantenimiento
– No hay partes móviles significan desgaste reducido.
✔
Relación de cambio amplia
– Puede medir tasas de flujo muy bajas a muy altas.
✔
Químico & Resistencia a la corrosión
– Disponible en materiales como el acero inoxidable, Hastelloy y los revestimientos PTFE.
✔
Instalación fácil & Calibración
– Se puede instalar en tuberías existentes con modificaciones mínimas.
6. Limitaciones & Consideraciones
⚠
Requiere una velocidad de flujo mínimo
– Debajo de un cierto caudal, el desprendimiento de vórtice puede no ocurrir de manera confiable.
⚠
Sensible a las vibraciones de la tubería
– Las vibraciones externas pueden interferir con la detección de vórtice (aunque los modelos modernos tienen compensación de vibración).
⚠
No es ideal para fluidos altamente viscosos
– Más adecuado para gases y líquidos de baja viscosidad.
⚠
Temperatura & Efectos de presión
– Requiere compensación para mediciones precisas en diferentes condiciones.
7. Comparación con otros medidores de flujo
| Característica | Medidor de flujo de vórtice de gas | Medidor de flujo de turbina | Medidor de flujo de Coriolis | Medidor de flujo ultrasónico |
|---|---|---|---|---|
| Exactitud | Alto (±1%) | Medio (±0.5-1%) | Muy alto (±0.1%) | Alto (±0.5-1%) |
| Mantenimiento | Bajo (sin partes móviles) | Medio (partes móviles) | Bajo (sin partes móviles) | Bajo (sin partes móviles) |
| Idoneidad de gas | Excelente | Limitado | Limitado | Excelente |
| Costo | Moderado | Bajo | Alto | Moderado a alto |
8. Conclusión
Los medidores de flujo de vórtice de gas son una solución robusta y confiable para la medición del flujo de gas en aplicaciones industriales. Su alta precisión, bajo mantenimiento y capacidad para manejar condiciones duras los convierten en una opción preferida para gas natural, gases industriales y monitoreo del flujo de vapor. Si bien tienen algunas limitaciones (como la sensibilidad a las vibraciones), los avances en tecnología han minimizado estos problemas, lo que los convierte en una opción versátil y rentable para las necesidades modernas de medición de flujo.
