Il principio di misura si basa sul fatto che a valle di ostacoli, come i piloni di un ponte, si genera turbolenza.
All'interno di ogni misuratore di portata a vortice, al centro del tubo è posizionato un bluff-body. Non appena la velocità del flusso raggiunge un certo valore, dietro questo bluff-body si formano dei vortici che si staccano dal flusso e vengono trasportati a valle. La frequenza di distacco dei vortici è direttamente proporzionale alla velocità media del flusso e quindi alla portata volumetrica.
I vortici che si staccano da entrambi i lati del bluff-body generano in alternanza una pressione positiva o negativa che viene rilevata dal sensore capacitivo e inviata all'elettronica come segnale primario, digitale e lineare.
Guardate qui il video per scoprire come funziona il principio di misura a vortice della portata e saperne di più!
Sintesi dei vantaggi dei misuratori di portata a vortice
- Utilizzo universale per la misura di liquidi, gas e vapore
- Insensibilità alle variazioni di pressione, densità, temperatura e viscosità
- Elevata stabilità a lungo termine: nessuna deriva del punto di zero e fattore K stabile per tutta la vita operativa
- Assenza di parti mobili
- Basse perdite di carico
- Facilità di installazione e messa in servizio
- Grande turndown, tipicamente da 10:1 a 30:1 per gas/vapore e fino a 40:1 per i liquidi
- Ampio campo di temperatura: –200 ... +400 °C (–328 ... +752 °F) (450 °C / 842 °F su richiesta)
Transcript Title
Ogni giorno, nei sistemi di tubazioni, vengono trasportate e distribuite le sostanze più diverse.
Possono includere solventi e prodotti chimici, petrolio e gas, refrigeranti nell'industria primaria o vapore nella distribuzione di energia.
I fluidi che scorrono nei tubi hanno spesso proprietà completamente diverse. Per la loro misura è quindi necessario ricorrere a diversi metodi.
Uno di questi è la misura della portata basata sul principio a vortice.
Nell'Italia del XVI secolo, Leonardo da Vinci osservò come si formano i vortici nell'acqua corrente. Circa 400 anni dopo, il fisico ungherese Theodore von Kármán descrisse le leggi fisiche che governano il modo in cui questi vortici si formano.
Ecco come funziona questo metodo di misura.
All'interno di ogni misuratore di portata a vortice, al centro del tubo è posizionato un bluff-body. Questo corpo è una specie di ostacolo che disturba il flusso.
A valle del bluff-body è presente un sensore meccanico in grado di registrare le più piccole differenze di pressione nel fluido in movimento.
Se il fluido non scorre, i vortici non si formano.
Non appena il fluido inizia a muoversi e raggiunge una certa portata, i vortici compaiono gradualmente a valle del bluff-body. Questi vortici si staccano alternatamente da entrambi i lati del bluff-body e vengono trasportati via dal fluido in movimento.
A questo punto, a valle si formano zone di alta o bassa pressione che danno origine a un fenomeno noto come "scia vorticosa di Kármán".
Queste differenze di pressione corrispondono esattamente alla frequenza dei vortici e vengono registrate con precisione dal sensore meccanico – mostrato qui in slow-motion.
Questo sensore è unico perché intrinsecamente così ben equilibrato che le vibrazioni trasmesse dai tubi fino a 1 g, dai colpi di ariete e dagli sbalzi termici non hanno alcun effetto sulla misura.
La distanza tra due vortici consecutivi corrisponde a un determinato volume di fluido; di conseguenza, la portata totale può essere calcolata contando i vortici che passano.
Maggiore è la velocità del flusso, maggiore è la frequenza misurata dei vortici.
In alcune applicazioni, la velocità è troppo bassa per la formazione di vortici percepibili. Tuttavia, la velocità può essere aumentata semplicemente installando un misuratore a vortice con una sezione trasversale ridotta. Questa modifica non influisce sulla precisione della misura.
La funzionalità può essere migliorata integrando nel sensore un sistema opzionale di misura della temperatura.
Una configurazione come questa – insieme a un flow-computer integrato – può calcolare la portata massica o di energia in base alla temperatura. Questa caratteristica è particolarmente importante nei processi industriali con vapore saturo o gas.
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