Como proveedor del medidor de flujo, una pregunta que a menudo encuentro es si un medidor de flujo puede medir los fluidos viscosos. Esta es una consulta crucial, especialmente para las industrias que se ocupan de sustancias como el petróleo, la miel y varios polímeros. En este blog, exploraré las capacidades de los medidores de flujo para medir los fluidos viscosos, los desafíos involucrados y los tipos de medidores de flujo más adecuados para tales aplicaciones.
Comprender los fluidos viscosos
Antes de profundizar en los detalles de la medición del flujo, es esencial comprender qué son los fluidos viscosos. La viscosidad es una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos con alta viscosidad, como la melaza o el petróleo pesado, fluyen más lentamente y son más gruesos en comparación con los fluidos de baja viscosidad como el agua. La viscosidad de un fluido puede variar significativamente dependiendo de factores como la temperatura, la presión y la presencia de aditivos.
Desafíos para medir los fluidos viscosos
La medición de fluidos viscosos presenta varios desafíos para los medidores de flujo. Uno de los problemas principales es el aumento de las fuerzas de fricción dentro del fluido. Estas fuerzas pueden causar gotas de presión significativas en el medidor de flujo, lo que puede afectar la precisión de la medición. Además, los fluidos viscosos tienden a adherirse a las superficies internas del medidor de flujo, lo que lleva a la construcción con el tiempo. Esta construcción puede alterar las características de flujo dentro del medidor y causar errores de medición.
Otro desafío es el comportamiento no newtoniano de algunos fluidos viscosos. Los fluidos no newtonianos no tienen una viscosidad constante; Su viscosidad cambia dependiendo de la tasa de corte aplicada a ellos. Por ejemplo, algunos fluidos pueden volverse menos viscosos cuando se someten a altas tasas de corte (cizallamiento - adelgazamiento), mientras que otros pueden volverse más viscosos (engrosamiento de corte). Este comportamiento no lineal dificulta medir con precisión el flujo de estos fluidos utilizando técnicas de medición de flujo tradicional.
Tipos de medidores de flujo y su idoneidad para los fluidos viscosos
Medidores de flujo de desplazamiento positivo
Los medidores de flujo de desplazamiento positivo están bien, adecuados para medir los fluidos viscosos. Estos medidores funcionan atrapando un volumen fijo de fluido y luego contando el número de veces que este volumen se llena y vacía. Los ejemplos de medidores de flujo de desplazamiento positivo incluyen medidores de engranajes, medidores de engranajes ovales y medidores de pistón.
La ventaja de los medidores de flujo de desplazamiento positivo es que son relativamente insensibles a los cambios en la viscosidad del fluido. Dado que miden el volumen real de fluido que pasa a través del medidor, pueden proporcionar mediciones precisas incluso para fluidos altamente viscosos. Sin embargo, pueden ser más caros y requieren más mantenimiento en comparación con otros tipos de medidores de flujo.
Medidores de flujo de Coriolis
Los medidores de flujo de Coriolis son otra opción para medir los fluidos viscosos. Estos medidores funcionan según el efecto Coriolis, lo que hace que un tubo vibrante se torciera cuando el fluido fluye a través de él. La cantidad de giro es proporcional a la tasa de flujo de masa del fluido.
Los medidores de flujo de Coriolis son altamente precisos y pueden medir una amplia gama de viscosidades de fluidos. Tampoco se ven afectados por los cambios en la densidad de fluido, la temperatura y la presión. Sin embargo, pueden ser relativamente grandes y costosos, especialmente para aplicaciones de alto flujo.
Medidores de flujo electromagnético
Los medidores de flujo electromagnético se usan comúnmente para medir el flujo de fluidos conductores. Funcionan generando un campo magnético a través del flujo de fluido y midiendo el voltaje inducido en el fluido a medida que pasa a través del campo.
Si bien los medidores de flujo electromagnético se usan típicamente para fluidos conductores de baja viscosidad como el agua, también se pueden usar para algunos fluidos conductores moderadamente viscosos. Por ejemplo, elTipo TSF82 RS485 Medero de flujo electromagnético inteligente (dividido/integrado)está diseñado para manejar una variedad de fluidos conductores. Sin embargo, a medida que aumenta la viscosidad, la precisión de los medidores de flujo electromagnético puede verse afectado debido a factores como la distorsión del perfil de flujo y mayores pérdidas por fricción.
Medidores de flujo de vórtice
Los medidores de flujo de vórtice funcionan detectando los vórtices desprendidos de un cuerpo de acantilado colocado en el flujo de fluido. La frecuencia de los vórtices es proporcional a la velocidad de flujo del fluido.
Los medidores de flujo de vórtice generalmente no están bien, adecuados para medir fluidos altamente viscosos. A medida que aumenta la viscosidad del fluido, la formación de vórtices se vuelve más difícil, y la precisión de la medición disminuye. Sin embargo, pueden usarse para fluidos con viscosidades relativamente bajas.
Consideraciones para seleccionar un medidor de flujo para fluidos viscosos
Al seleccionar un medidor de flujo para medir los fluidos viscosos, se deben considerar varios factores.
Rango de viscosidad
La primera consideración es el rango de viscosidad del fluido. Los diferentes medidores de flujo tienen diferentes capacidades en términos de la viscosidad que pueden manejar. Para los fluidos altamente viscosos, el desplazamiento positivo o los medidores de flujo de Coriolis pueden ser la mejor opción, mientras que para los fluidos moderadamente viscosos, los medidores de flujo electromagnético pueden ser adecuados.
Requisitos de precisión
La precisión requerida de la medición es otro factor importante. Si se necesita alta precisión, a menudo se prefieren los medidores de flujo de desplazamiento positivo o Coriolis. Sin embargo, si un nivel más bajo de precisión es aceptable, otros tipos de medidores de flujo pueden ser más efectivos, efectivos.
Rango de caudal
El rango de caudal del fluido también juega un papel en la selección del medidor de flujo. Algunos medidores de flujo, como los medidores de flujo de desplazamiento positivo, son más adecuados para las tasas de flujo bajas a medianas, mientras que otros, como los medidores de flujo de Coriolis, pueden manejar un rango más amplio de tasas de flujo.
Propiedades fluidas
Además de la viscosidad, se deben considerar otras propiedades de fluido, como la conductividad, la densidad y la temperatura. Por ejemplo, los medidores de flujo electromagnético requieren que el fluido sea conductor, mientras que los medidores de flujo de Coriolis se ven menos afectados por los cambios en la densidad y la temperatura.
Conclusión
En conclusión, un medidor de flujo puede medir los fluidos viscosos, pero la elección del medidor de flujo depende de varios factores. El desplazamiento positivo y los medidores de flujo de Coriolis son generalmente los más adecuados para fluidos altamente viscosos, ofreciendo una alta precisión y confiabilidad. Los medidores de flujo electromagnético se pueden usar para fluidos conductores moderadamente viscosos, mientras que los medidores de flujo de vórtice son más adecuados para fluidos de baja viscosidad.
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Referencias
- "Manual de medición de flujo: diseños y aplicaciones industriales" de Richard W. Miller
- "Medición del flujo de proceso" por Robert W. Miller
- Literatura técnica de varios fabricantes de medidores de flujo.