Flussimetro ad area variabile
Cos'è un flussimetro ad area variabile?
Quali fattori vanno considerati nella scelta di un flussimetro ad area variabile?
- Portata minima e massima del misuratore
- Temperatura di processo minima e massima
- Dimensioni del tubo
- Necessità di un flussimetro ad area variabile a lettura diretta o possibile uso di un tabella di corrispondenza
- Precisione necessaria
- Eventuale necessità di una valvola per regolare il flusso
- Presenza di contropressione
- Pressione di processo massima
Un flussimetro ad area variabile è tubo di vetro graduato che contiene un flottante per misurare il flusso di un liquido o gas.
È un misuratore di portata industriale utilizzato per misurare la portata di liquidi e gas. Il flussimetro ad area variabile è costituito da un tubo e un galleggiante. La risposta del galleggiante ai cambiamenti della portata è lineare e lo standard è una gamma di portata 10-a-1. I flussometri ad area variabile da laboratorio di Omega forniscono una flessibilità molto maggiore mediante l'utilizzo di equazioni di correlazione. I flussometri ad area variabile sono diffusi perché hanno una scala lineare, una gamma di misurazione relativamente lunga e bassa perdita di carico. L'installazione e la manutenzione sono semplici.
Principio operativo
Il funzionamento del flussimetro ad area variabile si basa sul principio dell'area variabile: il flusso del fluido fa alzare un galleggiante in un tubo conico, aumentando l'area per il passaggio del fluido. Maggiore è il flusso, più in alto si solleva il galleggiante. L'altezza del galleggiante è direttamente proporzionale alla portata. Con i liquidi, il galleggiante si solleva grazie alla combinazione tra galleggiabilità del liquido e altezza cinetica del fluido. Con i gas, la galleggiabilità è un fattore trascurabile e il galleggiante risponde solo all'altezza cinetica. Il galleggiante si muove in alto o in basso nel tubo in proporzione alla portata del fluido e all'area anulare tra il galleggiante e la parete del tubo. Il galleggiante raggiunge una posizione stabile nel tubo quando la forza esercitata dal fluido verso l'alto è uguale alla forza gravitazionale esercitata verso il basso dal peso del galleggiante. Una variazione della portata sconvolge questo equilibrio di forze. Il galleggiante si muove in alto o in basso, cambiando l'area anulare finché non raggiunge nuovamente una posizione in cui le forze si trovano in equilibrio. Per soddisfare l'equazione delle forze, il galleggiante del flussimetro ad area variabile assume una posizione diversa per ogni portata costante. Tuttavia, è importante notare che, siccome la posizione del galleggiante dipende dalla gravità, i flussometri ad area variabile devono essere orientati e montati verticalmente.
Tipologie di flussometri ad area variabile
Flussimetro ad area variabile con tubo di vetro
Il flussimetro ad area variabile classico è con tubo di vetro. Il tubo viene prodotto in vetro borosilicato e il galleggiante lavorato in metallo, vetro o plastica, tutto con la massima precisione. Normalmente, il galleggiante di metallo è in acciaio inossidabile, per la massima resistenza alla corrosione. Il galleggiante è fatto in modo che i risultati siano osservabili da una scala presente lungo il tubo.
Sono disponibili raccordi terminali e collegamenti di vari materiali e tipi. Gli elementi fondamentali sono il tubo e il galleggiante, spesso considerati una vera e propria combinazione "tubo/galleggiante", perché sono le parti del flussimetro ad area variabile che forniscono la misurazione. Generalmente, sono disponibili combinazioni di tubo di vetro e galleggiante in acciaio inossidabile simili tra loro, senza considerare il tipo di involucro o i raccordi terminali richiesti dall'applicazione, allo scopo di soddisfare al meglio le richieste dei clienti. La scala del flussimetro ad area variabile può essere calibrata per la lettura diretta di aria o acqua, può avere una scala per leggere una percentuale di gamma o una scala arbitraria da usare con la conversione di equazioni o grafici. I flussometri ad area variabile con tubo di vetro schermato sono generalmente usati in ambito industriale per misurare liquidi e gas. Forniscono capacità di flusso fino a circa 225 l/m e sono dotati di raccordi terminali in metallo o plastica, a seconda delle caratteristiche chimiche del fluido da misurare. Gli unici fluidi per cui questi misuratori non sono adatti sono quelli che possono danneggiare i tubi di misurazione in vetro, come l'acqua a temperature superiori a 90 °C (pH elevato che ammorbidisce il vetro), il vapore umido (stesso effetto), la soda caustica (scioglie il vetro) e l'acido fluoridrico (intacca il vetro). Le limitazioni principali dei flussometri ad area variabile generici sono i limiti di pressione e temperatura del tubo di misurazione in vetro. I tubi piccoli, da 6 mm, sono adatti per lavorare a pressioni fino a 35 bar, ma la pressione di esercizio per un tubo da 50 mm potrebbe essere più bassa (6 bar). Il limite di temperatura pratico per i flussometri ad area variabile in vetro è 200 °C, anche se operare a temperature così elevate riduce sostanzialmente la pressione di esercizio del misuratore. In generale, esiste una relazione lineare tra la temperatura e la pressione d'esercizio.
Flussimetro ad area variabile con tubo in metallo
Per pressioni molto elevate e temperature oltre la gamma pratica di tubi di vetro, si utilizzano tubi metallici. Questi sono solitamente realizzati in aluminio, ottone o acciaio inossidabile.
Simili ai flussometri ad area variabile con tubo in vetro, la combinazione tra molla e pistone determina la portata e gli accessori e materiali di costruzione deve essere scelti in modo da soddisfare le esigenze delle applicazioni. Questi strumenti sono utilizzati per i servizi dove l'alta pressione di esercizio, la temperatura, colpi d'ariete, o altre forze potrebbero danneggiare i tubi di misurazione in vetro. Possono essere utilizzati per la maggior parte dei fluidi, tra cui liquidi e gas corrosivi. Essi sono particolarmente adatti per applicazioni con vapore, dove i tubi di vetro sono inaccettabili.
Flussimetro ad area variabile con tubo di plastica
Anche la plastica è un materiale utilizzato in alcuni flussometri ad area variabile, grazie al costo minore e all'elevata resistenza agli impatti. Questi flussometri ad area variabile sono normalmente fatti di policarbonato, con raccordi terminali di metallo o plastica. Con i raccordi terminali di plastica occorre fare attenzione durante l'installazione, per non danneggiare i filetti. Per applicazioni in cui le parti in metallo non possono entrare in contatto con il fluido, come acqua deionizzata o fluidi corrosivi, sono disponibili flussometri ad area variabile costruiti completamente in plastica.
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