Medidores de fluxo de vórtice de gás: princípios, aplicações e vantagens

2. Princípio de trabalho

Os medidores de fluxo de vórtice de gás operam com base no  Fenômeno de derramamento de vórtice , descoberto por Theodore von Kármán. Quando um fluido (gás ou líquido) flui além de um corpo de blefe (um objeto estacionário no caminho do fluxo), os vórtices são alternados alternadamente de ambos os lados do corpo. A frequência desses vórtices é diretamente proporcional à velocidade de fluxo.

Os principais componentes de um medidor de fluxo de vórtice de gás incluem:

• Corpo blefe : Um objeto não streamlined que interrompe o fluxo, criando vórtices.
• Sensor de vórtice : Detecta a frequência do derramamento de vórtice (geralmente usando sensores piezoelétricos ou ultrassônicos).
• Transmissor de fluxo : Converte a frequência do vórtice em um sinal de vazão (por exemplo, 4-20 Ma, Hart ou comunicação digital).

A relação entre a frequência do vórtice ( f ) e velocidade de fluxo ( v ) é dado por:
$f = st \ times \ frac {v} {d}$ f = st×dv
onde:

• St  = Número Strouhal (uma constante sem dimensão para o corpo do blefe)
• d = Diâmetro do corpo do blefe

3. Principais características dos medidores de fluxo de vórtice a gás

• Ampla faixa de medição : Adequado para taxas de fluxo baixa a alta.
• Alta precisão : Normalmente ±1% da leitura (dependendo do modelo e da calibração).
• Queda de baixa pressão : Resistência mínima ao fluxo, reduzindo o consumo de energia.
• Sem partes móveis : Reduz os requisitos de desgaste e manutenção.
• Temperatura ampla & Faixa de pressão : Pode lidar com gases de alta temperatura e alta pressão.
• Opções de comunicação digital : Suporta Hart, Modbus, Profibus e outros protocolos para monitoramento remoto.

4. Aplicações de medidores de fluxo de vórtice de gás

Os medidores de fluxo de vórtice de gás são usados ​​em vários setores, incluindo:

• Medição de gás natural : Para transferência de custódia e monitoramento de pipeline.
• Fornecimento de gás industrial : Medição de ar, nitrogênio, oxigênio e outros gases de processo.
• Medição do fluxo de vapor : Em usinas de energia e sistemas de aquecimento.
• Químico & Indústrias petroquímicas : Para o monitoramento do fluxo de gás em reatores e pipelines.
• HVAC & Gerenciamento de construção : Medir fluxos de ventilação e ar condicionado.

5. Vantagens dos medidores de fluxo de vórtice a gás

✔  Alta precisão & Repetibilidade  – Fornece medições confiáveis, mesmo em condições desafiadoras.
✔  Baixa manutenção  – Nenhuma parte móvel significa desgaste reduzido.
✔  Ampla taxa de insultos  – Pode medir taxas de fluxo muito baixas a muito altas.
✔  Químico & Resistência à corrosão  – Disponível em materiais como aço inoxidável, hastelloy e revestimentos PTFE.
✔  Instalação fácil & Calibração  – Pode ser instalado em pipelines existentes com modificações mínimas.

6. Limitações & Considerações

⚠  Requer uma velocidade mínima de fluxo  – Abaixo de uma certa vazão, o derramamento de vórtice pode não ocorrer de maneira confiável.
⚠  Sensível a vibrações de tubulação  – As vibrações externas podem interferir na detecção de vórtice (embora os modelos modernos tenham compensação de vibração).
⚠  Não é ideal para fluidos altamente viscosos  – Mais adequado para gases e líquidos de baixa viscosidade.
⚠  Temperatura & Efeitos de pressão  – Requer compensação para medições precisas em condições variadas.

7. Comparação com outros medidores de fluxo

8. Conclusão

Os medidores de fluxo de vórtice de gás são uma solução robusta e confiável para medição de fluxo de gás em aplicações industriais. Sua alta precisão, baixa manutenção e capacidade de lidar com condições adversas tornam -as uma escolha preferida para gás natural, gases industriais e monitoramento do fluxo de vapor. Embora tenham algumas limitações (como sensibilidade às vibrações), os avanços na tecnologia minimizaram esses problemas, tornando-os uma opção versátil e econômica para as necessidades modernas de medição de fluxo.