Factores que impactan en la precisión de los caudalímetros másicos sierra por dispersión térmica; el perfil de flujo y su acondicionamiento PARTE I


La selección del punto donde instalar el caudalímetro basado únicamente en la facilidad de instalación, es un error.

Consideraciones sobre el perfil de flujo

Esta nota revisa el perfil de flujo, algunas consideraciones sobre la aplicación del usuario final. Explora el uso de los acondicionadores de flujo para mejorar la precisión de un caudalímetro másico térmico de la firma americana Sierra. Es especialmente útil en las zonas donde es imposible obtener un perfil de flujo óptimo.

El perfil de velocidad se utiliza para determinar el caudal de un fluido que fluye dentro de una tubería. Si cambia el perfil óptimo, la precisión de un caudalímetro másico térmico disminuye. Uno de los factores que afectan al perfil del flujo son los tramos rectos anteriores. Si no hay los tramos suficientes, se puede utilizar un acondicionador de flujo. Este permite obtener un perfil de velocidad más uniforme mejorando la precisión de la medida.

 

Principios básicos del perfil de flujo – Perfil de velocidad

Los fluidos, como el gas, fluyen a diferentes velocidades dentro de una tubería. A medida que el gas entra en una tubería circular, las moléculas en contacto con la superficie de la tubería se detienen, creando una capa límite. El gas que fluye en las capas adyacentes se ralentiza debido a la fricción, y la velocidad del gas en la sección media aumenta para mantener el caudal másico a través de la tubería. La distribución de velocidad a través de la tubería es el perfil de velocidad. El perfil de flujo se vuelve parabólico una vez que el flujo está “completamente desarrollado”. Al conocer el perfil de velocidades, es posible determinar la velocidad en cualquier punto dentro del patrón.

Perfil de velocidad

Entendiendo el perfil de velocidad, es posible determinar la velocidad en cualquier punto.

 

La tubería y el tramo recto aguas arriba del sensor de flujo

Cada vez que un perfil de flujo se distorsiona, la precisión del medidor disminuye. Los principales factores que afectan al perfil de flujo son la tubería y el tramo recto aguas arriba del sensor de flujo, con impacto menor en los tramos rectos posteriores . En una aplicación ideal, el perfil de flujo óptimo se produce cuando tenemos una tubería recta, lisa y suficientes tramos rectos que precedan al caudalímetro másico. En el mundo real, sin embargo, la mayoría de las tuberías no tienen suficientes tramos rectos, y se producen alteraciones en el caudal debido a; los racores/acoplamientos, expansores, reductores, válvulas, T, cabezales, recodos, filtros, intercambiadores de calor, reguladores, bridas y codos…

A menudo, el tramo recto que precede al medidor, requiere mayores distancias para ofrecer el perfil de flujo adecuado. Por ejemplo, cuando se introduce un codo en el mismo plano de una línea, se requerirá que el tramo recto de la tubería aguas arriba sea de como mínimo 25 diámetros. Se necesitan incluso más tramos rectos en otro tipo de instalaciones. A menudo, es inviable obtener un tramo recto suficientemente largo como para asegurar un perfil de flujo perfecto. En estos casos, el acondicionador de flujo es una excelente opción a tener en cuenta.

 

Codo 90 Perfil de velocidad

Codo de 90 grados en el perfil de velocidad.

 

Instalación del caudalímetro másico térmico

La ubicación para la instalación de un caudalímetro es muy importante y, a menudo, se pasa por alto. Seleccionar un lugar de instalación basado únicamente en la facilidad de instalación, en la mayoría de ocasiones resulta ser un fracaso. El usuario final debe considerar primero, las posibles perturbaciones del flujo de la ubicación escogida para la instalación del caudalímetro, antes de darla como definitiva. Por esta razón, es muy importante considerar la ubicación más efectiva. En cualquier caso, una vez que se selecciona la ubicación, se deben tener en cuenta las perturbaciones para que el fabricante pueda determinar si se requiere un acondicionador de flujo y, de ser así, el medidor de caudal se calibraría en fábrica con el acondicionador correspondiente.

Ejemplos caudalímetro másico (medidor)

Para más información contactar con MATELCO, S.A tel. 93.66.55.553, o por correo desde la sección de contacto.

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