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Contatori di flusso del vortice di gas: principi, applicazioni e vantaggi
2. Principio di lavoro
I misuratori di flusso del vortice a gas funzionano in base al file fenomeno di spargimento di vortice , scoperto da Theodore von KáRmáN. Quando un fluido (gas o liquido) scorre oltre un corpo bluff (un oggetto stazionario nel percorso del flusso), i vortici vengono alternativamente versati da entrambi i lati del corpo. La frequenza di questi vortici è direttamente proporzionale alla velocità di flusso.
I componenti chiave di un flusso di vortice a gas includono:
- Corpo bluff : Un oggetto non ridotto che interrompe il flusso, creando vortici.
- Sensore vortice : Rileva la frequenza dello spargimento di vortice (spesso usando sensori piezoelettrici o ultrasuoni).
- Trasmettitore di flusso : Converte la frequenza del vortice in un segnale di portata (ad es. 4-20 mA, Hart o comunicazione digitale).
La relazione tra frequenza del vortice (
F
) e velocità di flusso (
v
) è dato da:
Dove:
- St = Numero Strouhal (una costante senza dimensioni per il corpo bluff)
- D = Diametro del corpo bluff
3. Caratteristiche chiave dei misuratori di flusso del vortice a gas
- Ampio intervallo di misurazione : Adatto per portate a flusso basse a alte.
- Alta precisione : In genere ±1% della lettura (a seconda del modello e della calibrazione).
- Caduta a bassa pressione : Resistenza al flusso minima, riducendo il consumo di energia.
- Nessuna parte in movimento : Riduce i requisiti di usura e manutenzione.
- Ampia temperatura & Intervallo di pressione : Può gestire gas ad alta temperatura e ad alta pressione.
- Opzioni di comunicazione digitale : Supporta Hart, Modbus, Profibus e altri protocolli per il monitoraggio remoto.
4. Applicazioni dei contatori di flusso del vortice a gas
I misuratori di flusso del vortice di gas sono utilizzati in vari settori, anche:
- Misurazione del gas naturale : Per il trasferimento di custodia e il monitoraggio della pipeline.
- Fornitura di gas industriale : Misurare aria, azoto, ossigeno e altri gas di processo.
- Misurazione del flusso di vapore : Nelle centrali elettriche e nei sistemi di riscaldamento.
- Chimico & Industrie petrolchimiche : Per il monitoraggio del flusso di gas in reattori e condutture.
- HVAC & Gestione dell'edificio : Misurazione dei flussi di gas di ventilazione e climatizzazione dell'aria.
5. Vantaggi dei contatori di flusso del vortice a gas
✔
Alta precisione & Ripetibilità
– Fornisce misurazioni affidabili anche in condizioni difficili.
✔
Bassa manutenzione
– Nessuna parti in movimento significano usura ridotta.
✔
Ampio rapporto di ritorno
– Può misurare portate da molto basse a molto alte.
✔
Chimico & Resistenza alla corrosione
– Disponibile in materiali come fodere in acciaio inossidabile, hastelloy e PTFE.
✔
Facile installazione & Calibrazione
– Può essere installato in condotte esistenti con modifiche minime.
6. Limitazioni & Considerazioni
⚠
Richiede una velocità di flusso minima
– Al di sotto di una determinata portata, lo spargimento di vortice potrebbe non verificarsi in modo affidabile.
⚠
Sensibile alle vibrazioni delle tubazioni
– Le vibrazioni esterne possono interferire con il rilevamento del vortice (sebbene i modelli moderni abbiano una compensazione delle vibrazioni).
⚠
Non ideale per fluidi altamente viscosi
– Meglio adatto per gas e liquidi a bassa viscosità.
⚠
Temperatura & Effetti di pressione
– Richiede un compenso per misurazioni accurate in condizioni variabili.
7. Confronto con altri contatori di flusso
| Caratteristica | Misuratore di flusso del vortice a gas | Misuratore di flusso della turbina | METRO DI FLOVO DI CORIOLIS | Misuratore di flusso ad ultrasuoni |
|---|---|---|---|---|
| Precisione | Alto (±1%) | Medio (±0.5-1%) | Molto alto (±0.1%) | Alto (±0.5-1%) |
| Manutenzione | Basso (nessuna parte in movimento) | Medio (parti in movimento) | Basso (nessuna parte in movimento) | Basso (nessuna parte in movimento) |
| Idoneità a gas | Eccellente | Limitato | Limitato | Eccellente |
| Costo | Moderare | Basso | Alto | Da moderato a alto |
8. Conclusione
I misuratori di flusso del vortice di gas sono una soluzione robusta e affidabile per la misurazione del flusso di gas nelle applicazioni industriali. La loro elevata precisione, bassa manutenzione e capacità di gestire condizioni difficili rendono la scelta preferita per il gas naturale, i gas industriali e il monitoraggio del flusso di vapore. Mentre hanno alcune limitazioni (come la sensibilità alle vibrazioni), i progressi della tecnologia hanno minimizzato questi problemi, rendendoli un'opzione versatile ed economica per le esigenze di misurazione del flusso moderne.
