Un medidor de vórtice es un tipo de caudalímetro volumétrico que aprovecha el fenómeno natural que ocurre cuando un líquido fluye alrededor de un objeto áspero. Los medidores de caudal de vórtice funcionan según el principio de formación de vórtices, donde los vórtices (o remolinos) se forman alternativamente aguas abajo del objeto. La frecuencia de la formación de vórtices es directamente proporcional a la velocidad del líquido que fluye a través del medidor.
Los caudalímetros Vortex son ideales para mediciones de caudal donde la introducción de piezas móviles presenta problemas. Están disponibles en calidad industrial, latón o construcción totalmente de plástico. Su sensibilidad a las variaciones en las condiciones del proceso es baja y, al no tener piezas móviles, presentan un desgaste relativamente bajo en comparación con otros tipos de caudalímetros.
Diseño de medidor de flujo de vórtice
Un medidor de flujo de vórtice suele estar fabricado en acero inoxidable 316 o Hastelloy e incluye un cuerpo romo, un conjunto de sensor de vórtice y la electrónica del transmisor, aunque esta última también puede montarse remotamente (Figura 2). Suelen estar disponibles en tamaños de brida de ½ pulg. a 12 pulg. El costo de instalación de los medidores de vórtice es competitivo con el de los medidores de orificio de tamaños inferiores a 6 pulg. Los medidores de cuerpo de oblea (sin brida) tienen el costo más bajo, mientras que los medidores con brida son preferibles si el fluido del proceso es peligroso o está a alta temperatura.
Se han experimentado con formas y dimensiones de cuerpos desprendidos (cuadrados, rectangulares, en T, trapezoidales) para lograr las características deseadas. Las pruebas han demostrado que la linealidad, la baja limitación del número de Reynolds y la sensibilidad a la distorsión del perfil de velocidad varían solo ligeramente con la forma del cuerpo. En cuanto a su tamaño, el cuerpo desprendido debe tener un ancho que represente una fracción suficientemente grande del diámetro de la tubería para que todo el flujo participe en el desprendimiento. En segundo lugar, el cuerpo desprendido debe tener bordes salientes en la cara aguas arriba para fijar las líneas de separación del flujo, independientemente del caudal. En tercer lugar, la longitud del cuerpo desprendido en la dirección del flujo debe ser un múltiplo de su ancho.
Hoy en día, la mayoría de los medidores de vórtice utilizan sensores piezoeléctricos o capacitivos para detectar la oscilación de presión alrededor del cuerpo romo. Estos detectores responden a la oscilación de presión con una señal de salida de bajo voltaje con la misma frecuencia que la oscilación. Estos sensores son modulares, económicos, fáciles de reemplazar y pueden operar en un amplio rango de temperaturas, desde líquidos criogénicos hasta vapor sobrecalentado. Los sensores pueden ubicarse dentro o fuera del cuerpo del medidor. Los sensores húmedos se someten a tensiones directas por las fluctuaciones de presión del vórtice y están protegidos por carcasas reforzadas para resistir la corrosión y la erosión.
Los sensores externos, generalmente galgas extensométricas piezoeléctricas, detectan indirectamente la liberación de vórtices mediante la fuerza ejercida sobre la barra de liberación. Se prefieren los sensores externos en aplicaciones altamente erosivas/corrosivas para reducir los costos de mantenimiento, mientras que los sensores internos ofrecen una mejor rangeabilidad (mayor sensibilidad al caudal). También son menos sensibles a las vibraciones de las tuberías. La carcasa de la electrónica suele ser resistente a explosiones y a la intemperie, y contiene el módulo transmisor electrónico, las conexiones de terminación y, opcionalmente, un indicador de caudal o un totalizador.
Estilos de medidores de flujo Vortex
Los medidores de vórtice inteligentes proporcionan una señal de salida digital que contiene más información que el caudal. El microprocesador del medidor de caudal puede corregir automáticamente las condiciones de tubería recta insuficiente y las diferencias entre el diámetro del orificio y el de la matriz.
Aplicaciones y limitaciones
Los medidores de vórtice no suelen recomendarse para la dosificación ni otras aplicaciones de flujo intermitente. Esto se debe a que el ajuste del caudal de goteo de la estación de dosificación puede ser inferior al límite mínimo del número de Reynolds del medidor. Cuanto menor sea la dosificación total, mayor será la probabilidad de error resultante.
Los gases de baja presión (baja densidad) no producen un pulso de presión suficientemente fuerte, especialmente si la velocidad del fluido es baja. Por lo tanto, es probable que en estos servicios la rangeabilidad del medidor sea deficiente y no se puedan medir caudales bajos. Por otro lado, si la rangeabilidad reducida es aceptable y el medidor está dimensionado correctamente para un caudal normal, aún se puede considerar el uso de un caudalímetro de vórtice.
Hora de publicación: 21 de marzo de 2024