Cómo y de qué manera se mide el flujo de gas: métodos de medición + descripción general de todos los tipos de medidores de flujo de gas
Un medidor de flujo es un dispositivo para medir el flujo volumétrico o másico de una sustancia, incluido el gas natural, los gases inflamables y corrosivos y los productos de separación del 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 cantidades se mide el gas, le brindaremos una descripción de los instrumentos que se utilizan para este propósito y también consideraremos los principales métodos para determinar el flujo de gas.
El contenido del artículo:
- Método directo para medir el consumo de gas.
- Métodos de medición indirectos.
- Clasificación de caudalímetros por principio de funcionamiento.
- Tipo #1: medidores de flujo de chorro autogenerados
- Tipo #2 - contadores-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 - dispositivos rotativos
- Tipo #8 - medidores de flujo de turbina
- Instrumentos para medir cantidades de gas.
- Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Método directo para medir el consumo de gas.
El volumen de gas se calcula en metros cúbicos; otras unidades de masa, como toneladas o kilogramos, se utilizan con menos frecuencia, normalmente para 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 instrumentos que calculan el flujo volumétrico o másico de una sustancia incluyen:
- Rendimiento limitado de los medidores de flujo en condiciones de gas contaminado.
- Existe una alta probabilidad de falla debido a una obstrucción parcial del flujo o un choque neumático.
- Alto costo de los contadores rotativos en comparación con otros dispositivos.
- Grandes dimensiones de dispositivos.
Las numerosas ventajas de este método superan las desventajas enumeradas, por lo que se ha generalizado más en cuanto al número de contadores instalados.
Estos incluyen la medición directa del volumen de gas, la ausencia de dependencia de distorsiones en el 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 rotativos. Se pueden utilizar en habitaciones con calderas de impulsos instaladas.
Métodos de medición indirectos.
Estos métodos implican calcular, por ejemplo, la velocidad del flujo 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 del flujo de gas por presión diferencial
Uno de los métodos de flujo de gas más comunes y estudiados, basado en el uso de un dispositivo de restricción, tiene varias ventajas, entre ellas la simplicidad del mecanismo transductor de flujo, cuya acción está dirigida a medir la caída de presión de la sustancia que fluye a través de un restricción local en el gasoducto. No se requieren cálculos medidor de corriente se encuentra.
A pesar de la presencia de una base científica y técnica completa, este método de medición tiene varios inconvenientes importantes: un rango de medición pequeño que, incluso teniendo en cuenta los sensores de presión de rango múltiple, no excede el valor de 1:10.
Resistencia hidráulica en gasoductos aumentar la sensibilidad al calendario de cambios enpromedio velocidades a lo largo de la profundidad o el ancho del flujo en la entrada al diafragma.La longitud de los tramos rectos delante de los dispositivos de estrechamiento debe ser de al menos 10 diámetros DN de la estructura del tubo.
Método rápido para determinar costos.
Para este método se utilizan convertidores de tipo turbina. Estos dispositivos tienen varias ventajas, entre ellas, tamaño y peso reducidos, 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, lo que supera significativamente el mismo indicador para los dispositivos de restricción.
Las desventajas incluyen la sensibilidad, aunque sea insignificante, a las distorsiones del flujo en la entrada y salida del dispositivo, la desviación de los resultados de la medición de los flujos de gas pulsantes. Para caudales bajos, en el rango de 8 a 10 m3/h, los caudalímetros no funcionan.
Método de medición ultrasónico
La popularidad de los caudalímetros acústicos, que miden la cantidad de gas., especialmente en la contabilidad comercial, ha aumentado con el desarrollo de la microelectrónica. Los caudalímetros acústicos no tienen piezas móviles ni piezas que sobresalgan del flujo, lo que aumenta significativamente su fiabilidad.
La medición se realiza 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 las distorsiones del flujo de gas en los resultados del cálculo, es necesario utilizar exclusivamente medidores de flujo ultrasónicos multihaz.
Clasificación de caudalímetros por principio de funcionamiento.
Los medidores de flujo se diferencian en varios parámetros, incluida la presión, el tipo de gas utilizado y las condiciones de temperatura. El dispositivo debe seleccionarse según las condiciones de uso, así como las tareas asignadas.
Los instrumentos de medición constan de partes como un transductor responsable de la presión diferencial, un elemento de conexión y un manómetro.
Tipo #1 - inyección de tinta autogenerador Medidores de flujo
Este tipo de caudalímetro, también diseñado para medir el caudal de gas natural, tiene varias características distintivas. El dispositivo está cubierto por retroalimentación negativa; la frecuencia de las conexiones del chorro depende del flujo de gas.
Los medidores fabricados a base de medidores de flujo de chorro se utilizan para la contabilidad comercial sin un examen previo.
Medidor de flujo de chorro autogenerador El tipo es susceptible a obstrucción; sus desventajas también incluyen la inestabilidad de la tasa de conversión.
Estos dispositivos tienen desventajas similares a los dispositivos de vórtice:
- dependencia de la distorsión del gráfico de velocidad, siempre que se utilice junto con dispositivos de reducción;
- las pérdidas masivas de presión son irreversibles;
- la parte principal del caudalímetro tiene dimensiones enormes;
- inestabilidad significativa del tipo de conversión.
Ventajas autogenerador Los caudalímetros no se diferencian de un dispositivo de vórtice, excepto por la capacidad de trabajar con gases contaminados.Estos medidores de flujo no han encontrado un uso práctico generalizado en la contabilidad comercial.
Tipo #2 - contadores-medidores de flujo de vórtice
Los puntos fuertes de los dispositivos son varios, incluida la precisión de las mediciones, la falta de sensibilidad a la suciedad y los golpes neumáticos, la facilidad de uso y el dispositivo tampoco tiene partes móviles.
También se conocen desventajas importantes del uso de este tipo de caudalímetros: mayor sensibilidad a las vibraciones mecánicas y pérdida de presión. Diámetro de la tubería debe estar en el rango de 15 a 30 cm.
Tipo #3 - medidores de flujo ultrasónicos
El dispositivo, también conocido como dispositivo acústico, tiene varias ventajas innegables:
- falta de resistencia hidráulica;
- el dispositivo no tiene partes móviles, lo que aumenta su confiabilidad;
- mayor fuerza del mecanismo;
- acción rápida.
Este tipo de caudalímetro se basa en determinar la diferencia en el tiempo de viaje de la señal.
Los sensores ultrasónicos, ubicados en diagonal entre sí, realizan las funciones de receptor y emisor. El uso de múltiples canales compensa la deformación del perfil de flujo.
Tipo #4 - medidores de flujo de tambor
Esta categoría de dispositivos se utiliza, por regla general, para investigaciones de laboratorio. La presión generada durante la rotación del tambor hace que las secciones se llenen de gas y posteriormente se vacíen.
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 caudalímetros de tambor tienen una alta precisión de medición.
Tipo #5 - levitación dispositivos
La parte móvil del tacómetro gira sobre cojinetes, la velocidad es igual al flujo volumétrico de gas. La velocidad del movimiento circular se convierte en una señal eléctrica mediante un convertidor secundario y los resultados se reflejan en el indicador.
Levitación Los dispositivos tienen demanda para la medición comercial del consumo de gas natural, tanto para fines domésticos como de servicios públicos.
Tipo #6 - medidores de membrana
En la segunda mitad del siglo XIX en Inglaterra se emitió una patente para la fabricación de uno de los dispositivos de medición de gas más comunes.
El principio de funcionamiento de un caudalímetro mecánico se basa en cambiar la posición de las membranas móviles de la cámara en el momento de la entrada del gas. Se produce un movimiento alternativo durante la entrada y salida de la sustancia.
El dispositivo de conteo es accionado por un sistema de engranajes y palancas. Los mecanismos tienen una amplia gama de valores de medición, hasta 1:100.
Tipo #7 - dispositivos rotativos
En un dispositivo de tipo mecánico, hay dos rotores en la cámara de medición, que comienzan a moverse bajo la presión de la sustancia.Las piezas 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 a un dispositivo contador, que se encarga de acumular el volumen de la sustancia pasada.
Las principales ventajas de los medidores de flujo rotativos incluyen una alta precisión de medición, la compacidad del dispositivo y una amplia gama de mediciones de flujo. Entre las desventajas se encuentran el ruido del mecanismo, su elevado coste y la sensibilidad a factores externos, incluida la contaminación.
Tipo #8 - medidores de flujo de turbina
El dispositivo de tipo mecánico tiene la forma de un trozo de tubería, dentro del caudalímetro hay una turbina con un eje y soportes móviles. El dispositivo de potencia se mueve debido a la sustancia que pasa a través de la cámara de medición.
La velocidad de movimiento del mecanismo es igual a la velocidad del flujo y al consumo de gas. El volumen acumulado se refleja en el mecanismo de conteo, la transmisión al mismo se realiza mecánicamente mediante una caja de cambios o un sistema de engranajes.
Además de los enumerados, existen otros dispositivos, pero se utilizan, por regla general, en investigaciones científicas. Prácticamente no participan en el ámbito comercial.
También te recomendamos leer nuestro otro artículo, donde hablamos en detalle sobre cómo elegir un contador de gas para tu hogar. Más detalles - ir a enlace.
Instrumentos para medir cantidades de gas.
Los dispositivos para medir el flujo de gas se dividen en varias categorías según el método de cálculo. Los de velocidad se utilizan para determinar el número volumétrico del medio en estudio. Estos dispositivos no tienen cámaras de medición. La parte sensible es impulso (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.
Se conoce otra clasificación de contadores de cantidad de gas, que incluye tres tipos de dispositivos: rotativos, de tambor y de válvula.
Los medidores rotativos tienen un alto rendimiento. Su acción se basa en calcular el número de revoluciones de las palas dentro del dispositivo, el indicador corresponde al volumen de gas. Entre sus principales ventajas se encuentran la durabilidad, la independencia de la electricidad y una mayor resistencia a sobrecargas de corta duración.
Los contadores de tambores constan de una carcasa, un mecanismo de conteo y un tambor con cámaras de medición. El principio de funcionamiento del dispositivo para medir el consumo de gas es 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 instrumento no ha tenido un uso generalizado debido a su voluminoso tamaño.
El principio de funcionamiento de este último tipo de contador, conocido como contador de válvula, se basa en el movimiento de una partición móvil, sobre la que actúa la diferencia de presión de una sustancia. El dispositivo consta de varias partes: un mecanismo de conteo y distribución de gas, así como una carcasa. Tiene grandes dimensiones, por lo que se utiliza principalmente en la vida cotidiana.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
En el siguiente vídeo se analizará cómo funcionan los caudalímetros de gas de vórtice:
La medición del flujo de gas es una de las tareas clave en la producción. El mercado de caudalímetros ofrece una gran cantidad de dispositivos 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, sin necesidad de instalar un estándar de calibración especial.
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