Medidor de flujo con dispositivo de estrangulamiento

El caudalímetro con dispositivo de estrangulación es un instrumento de medición de caudal basado en el principio de presión diferencial. El caudal se calcula mediante la diferencia de presión generada cuando el fluido fluye a través del dispositivo de estrangulación. Sus componentes principales incluyen el dispositivo de estrangulación (dispositivo principal) y el sistema de medición de presión diferencial (dispositivo secundario), ampliamente utilizados en el control de procesos industriales.

1. Principio de funcionamiento

1. Ecuación de Bernoulli y ley de continuidad

Cuando el fluido fluye a través del dispositivo de estrangulación (como una placa de orificio, una boquilla o un tubo Venturi), la sección transversal del flujo se contrae, lo que provoca un aumento de la velocidad del flujo y una disminución de la presión estática, formando así una diferencia de presión estable (ΔP) antes y después del dispositivo de estrangulación. La diferencia de presión es proporcional al cuadrado del caudal del fluido, y este se puede calcular midiendo ΔP. Expresión de la fórmula:

$$ Q = K sqrt{rac{Delta P}{ ho}} $$

Donde ( Q ) es el caudal, ( K ) es el coeficiente del instrumento y ( ho ) es la densidad del fluido.

2. Base de diseño estandarizado

El diseño cumple con las normas internacionales (ISO 5167) y nacionales (GB 2624) para garantizar que la precisión especificada (±0,5 % ~ ±1,0 %) se pueda lograr sin necesidad de calibración de caudal.

2. Tipos y características principales

3. Ventajas de la tecnología principal

1. Fiabilidad estructural

Sin piezas móviles, resistente a altas temperaturas (-50 °C a 850 °C) y altas presiones (≤40 MPa), materiales opcionales como acero inoxidable, Hastelloy, etc., con una vida útil de más de 10 años.

2. Amplia adaptabilidad

Admite flujo de gas, líquido, vapor y fase parcialmente mixta (como mezcla gas-líquido), con un amplio rango de números de Reynolds (10⁴ a 10⁷).

3. Económico

Bajo costo de fabricación; el mantenimiento solo requiere la limpieza regular de los puertos de presión o la calibración de los transmisores de presión diferencial.

4. Escenarios típicos de aplicación

1. Industria energética

- Medición de vapor: Monitoreo del flujo de vapor de calderas de centrales eléctricas (placa de orificio/boquilla)

- Liquidación de gas natural: Medición de tuberías de alta presión (cono en V/Venturi)

2. Industria de procesos

- Control de alimentación de reacciones químicas: El caudalímetro equilibrado optimiza la precisión de la relación

- Gas de alto horno metalúrgico: El caudalímetro de cuña resiste la obstrucción por polvo

3. Sector de protección ambiental

- Tratamiento de aguas residuales: Las piezas de estrangulamiento resistentes a la corrosión miden fluidos con sólidos

5. Selección e instalación

1. Parámetros clave para la selección

- Características del fluido: densidad, viscosidad, corrosividad (determinar el material)

- Condiciones de trabajo: temperatura, presión, rango de caudal (una relación de rango de 10:1 es adecuada)

- Disposición de la tubería: Longitud de tubería recta (la placa de orificio estándar requiere 10D en la parte delantera y 5D en la trasera, el cono en V solo requiere 3D en la parte delantera)

2. Especificaciones de instalación

- Orientación del puerto de presión: el gas toma Parte superior: el líquido se coloca lateralmente; el vapor requiere añadir el tanque de condensado.

- Requisitos de sellado: Los pernos de la brida se aprietan tres veces según la norma ASME PCC1.

- Estado del fluido: garantizar un flujo monofásico en la tubería completa, evitando burbujas o precipitaciones.

Los caudalímetros con dispositivo de estrangulación siguen siendo la opción preferida para la medición de caudal industrial gracias a su sistema técnico avanzado y su bajo costo. Al seleccionarlos, es necesario considerar exhaustivamente las características del fluido y las condiciones de trabajo, combinar nuevos componentes de estrangulación (como cono en V, tipo balanceado) para optimizar el rendimiento y seguir estrictamente las especificaciones de instalación para garantizar la precisión. El sistema técnico del caudalímetro influye en la elección del método de medición de caudal. Al seleccionarlos, es necesario considerar las condiciones de trabajo del fluido, optimizar los nuevos componentes (cono) e instalarlos según las especificaciones de precisión.