Preguntas Frecuentes de diseño en flujometros Vortex

11 Octubre 2010

 

¿Cómo afectan las vibraciones de la tubería a la medición de caudales con un caudalímetro Vortex?

 

Se podría esperar que un caudalímetro Vortex, por el principio de medición en que se basa, reaccionase negativamente ante fuertes vibraciones e impactos de presión.

Sin embargo, los sensores DSC de E+H disponen de dispositivos primarios de amortiguación para compensar vibraciones incluso superiores a lg (9,81 m/s2, 32 pies/s2) en todos los ejes.

 

 

Fig.: Medición de un caudal de nitrógeno líquido (-190 °C, 25 bar / -310 °F, 360 psi).

 

 

¿Cómo afectan a la medición del caudal de un líquido la presencia de partículas sólidas intrusas o de gases en el fluido?

 

En general, debería haber una sola fase líquida, en otras palabras, no debería contener mezcla de gases o sólidos.

 

- La intrusión de gases en el líquido provoca un error de medición de signo positivo. En estas circunstancias, o bien se monta el caudalímetro Vortex con el cuerpo sólido y la pala del sensor en posición horizontal o bien con el sensor en la parte inferior de la tubería. Con este método no se pueden medir fluidos gaseosos.

 

- Si la cantidad de partículas intrusas sólidas, por ejemplo, herrumbre o pintura de la . tubería, es importante, habrá que instalar el sensor en una posición en la cual no quede cubierto por las partículas. En estos casos, recomendamos montar el sensor y la electrónica horizontalmente o bien en la parte superior de la tubería.

 

- La acumulación de partículas en el cuerpo sólido o en el tubo de medición cambia la geometría de estos componentes, y por lo tanto, del parámetro K, lo cual en última instancia provoca errores de medición.

 

 

¿Cuál es el efecto del vapor húmedo en la medición del caudal?

 

Sólo se mide el caudal de vapor, pero no incluye las góticas de agua que pueda haber mezcladas.

 

Fig. Medicion de caudal de ozono en aplicaciones de tratamiento de agua potable.

 

 

 

¿Qué efecto tiene la presencia de sustancias abrasivas en el fluido a la medición del caudal?

 

Una reacción abrasiva fuerte inevitablemente cambiará el perfil de velocidades en el cuerpo sólido porque los mudos bordes de desprendimiento de vórtices se difüminarán. El parámetro K se desplazará y se producirá un error de medición nada despreciable.

 

 

¿Cómo afectan a la medición los números de Reynolds inferiores a 20.000?


Las mediciones de caudal con números de Reynolds inferiores a 20.000 se ven afectadas por un error adicional debido a que el desprendimiento de vórtices detrás del cuerpo sólido no alcanza a ser del todo regular (véase el nomograma de la Página 424). Este error se puede compensar en el rango de números de Reynolds que va de 4.000 a 20.000 si los parámetros de proceso (el tipo de fluido, la presión, la temperatura y la viscosidad) son conocidos. El desprendimiento de vórtices para números de Reynolds por debajo de 4.000 es más arbitrario, la frecuencia de desprendimiento es más indeterminada, y la medición a la práctica es poco significativa, o simplemente imposible.

 

 

¿ Qué consecuencias conlleva utilizar el dispositivo de medición de caudal a velocidades del fluido más altas que la máxima especificada?

 

Para muchos fluidos, las mediciones a velocidades del fluido por encima de 9 m/s (30 pies/s) provocan errores debidos a cavitación. La pérdida de carga también será, probablemente, relativamente alta. El software de selección y diseño. "Applicator", de E+H, incorpora funciones que permiten averiguar cuándo se espera cavitación para unas condiciones de proceso determinadas. Con velocidades de caudales gaseosos superiores a 75 m/s (245 pies/s), las pérdidas de carga pueden ser lo suficientemente elevadas como para que un contador de este tipo no resulte económicamente rentable.

 

 

¿Qué ocurre si no se tienen en cuenta los tramos de entrada y salida recomendados?


Para que la ejecución de los caudalímetros Vortex sea correcta, es preciso que la formación de vórtices por los laterales del cuerpo sólido sea a un ritmo regular. Ello requiere un perfil de velocidades bien definido ante el contador. Las perturbaciones en el ñujo debidas a la presencia de accesorios corriente arriba (válvulas, codos, etc.) pueden provocar errores de medición significativos. Para evitarlo, son necesarios tramos de entrada corriente arriba de una longitud mínima de 10 a 40 veces el diámetro nominal, según el tipo de obstrucción. Cada fabricante especifica el tramo de entrada necesario para un dispositivo particular. La longitud del tramo de entrada se puede reducir hasta 10 veces el diámetro nominal, si se instala un acondicionador de flujo (disco perforado).

 

El tramo de salida (rnínimo 5 veces el diámetro nominal) detrás del caudalímetro Vortex ha de ser suficientemente largo para permitir la libre formación de vórtices corriente abajo del cuerpo sólido.

 

 

¿Cómo afecta a la medición un flujo pulsante?

 

A partir de cierta frecuencia de pulsación, los caudalímetros Vortex son incapaces de distinguir la señal de medición de la señal pulsante sobrepuesta, y se obtiene una lectura errónea de la velocidad del caudal.

 

 

¿Qué sucede si la tubería no está totalmente llena?

 

En general, los caudalímetros Vortex son incapaces de tomar medidas en estas condiciones.

 

 

¿Cómo afectan la densidad y la viscosidad del fluido a la medición del caudal?


Dentro del campo de valores "lineal" permisible de números de Reynolds (en que el número de Strouhal se mantiene constante), la densidad y la viscosidad no tienen ningún efecto sobre la exactitud de la medición, aunque sí puede reducirse el campo de valores dé medida. Esto deja de ser cierto si el número de Reynolds es inferior a 20.000; en ese caso, la exactitud de la medición se reduce inevitablemente. Por lo tanto, la densidad y la viscosidad influyen en el caudal mínimo mesurable.

 

 

¿Cómo afecta la temperatura del fluido a las mediciones?

 

El cuerpo del contador se dilata con la temperatura, más o menos según el material con el que esté fabricado, y con ello cambia también el parámetro K. El valor de este parámetro para el acero inoxidable está en torno al 0,5% cada 100 K. Es posible compensar estos efectos introduciendo la temperatura del fluido en el transmisor.

 

 

¿Por qué el parámetro Kno depende del tipo de fluido (líquido, gas)?

 

El parámetro K es completamente independiente del fluido porque sólo depende de la geometría del contador.

 

 

¿Qué factores hay que tener en cuenta al instalar un caudalímetro Vortex en una tubería?

 

Las paredes de los tramos de entrada y salida de la tubería no deberían tener soldaduras, rebabas o juntas sobresalientes. Este aspecto es muy importante para garantizar que no haya perturbaciones del perfil de velocidades de flujo. Asimismo, la posición del contador debe quedar bien en el centro de la tubería. Además, el diámetro nominal y el diámetro interior de la tubería deben ser lo más próximos posible. Si la diferencia entre estos dos diámetros es mayor de lo admisible, es posible programar en la electrónica un factor de compensación.

 

 

¿Qué efectos tienen los depósitos de materia extraña en el sensor DSC?

 

Al contrario que otros tipos de sensores, el sensor DSC es completamente insensible a la presencia de materia extraña porque ésta flota libremente corriente abajo del cuerpo sólido. Se han llevado a cabo experimentos con el hueco del sensor completamente lleno de resina, e incluso en esas circunstancias, no se han observado efectos perceptibles en la medición.

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado Ingeniero Electrónico especializado en Control, Automatizacion e Instrumentacion Industrial. Experimentado en el desarrollo, ejecución y gestión de proyectos asi como en la Operacion de sistemas automaticos.

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