Como e no que é medido o fluxo de gás: métodos de medição + visão geral de todos os tipos de medidores de fluxo de gás

Um medidor de vazão é um dispositivo para medir a vazão volumétrica ou de massa de uma substância, incluindo gás natural, combustíveis, gases agressivos e produtos de separação de ar. O cálculo dos volumes de vazão em empresas industriais ou em casa pode ser realizado sem o envolvimento de especialistas.

A seguir, descreveremos como e em que gás é medido, forneceremos uma descrição dos dispositivos que são usados ​​para essa finalidade e também consideraremos os principais métodos para determinar o fluxo de gás.

Método direto de medição do consumo de gás

O volume de gás é calculado em metros cúbicos, menos comumente usado são outras unidades de massa, como toneladas ou quilogramas, geralmente para gases de processo.

O método direto é o único método que fornece a medição direta do volume de gás que passa.

Os pontos fracos dos dispositivos que calculam a vazão volumétrica ou de massa de uma substância incluem:

1. A operacionalidade limitada dos medidores de vazão em um ambiente de gás poluído.
2. Existe uma alta probabilidade de falha devido ao bloqueio parcial do fluxo ou choque pneumático.
3. Alto custo dos contadores rotativos em comparação com outros dispositivos.
4. Grandes dimensões de dispositivos.

Inúmeras vantagens desse método se sobrepõem às desvantagens listadas, devido às quais ele também obteve a maior distribuição no número de contadores instalados.

Usando um medidor de vazão, você pode calcular o volume ou a massa de uma substância por unidade de tempo. A instalação em uma seção inclinada da tubulação reduzirá o erro de medição

Entre eles - uma medição direta do volume de gás, a ausência de dependência da distorção do gráfico da taxa de fluxo, tanto na entrada quanto na saída, o que reduzUGG. A largura do intervalo é de 1: 100. Para esse fim, são utilizados dispositivos de membrana e rotativos. Eles podem ser usados ​​em salas com caldeiras do tipo pulsadas instaladas.

Métodos de medição indireta

Esses métodos incluem o cálculo, por exemplo, da vazão de uma substância através de uma determinada área de seção transversal. Para obter resultados mais precisos, é necessário equalizar a velocidade do gás.

Medição do fluxo de gás com pressão diferencial

Um dos métodos mais comuns e estudados de fluxo de gás, com base no uso de um dispositivo de constrição, tem várias vantagens, incluindo a simplicidade do mecanismo do transdutor de fluxo, cuja ação visa medir a queda de pressão de uma substância que flui através de uma constrição local em um gasoduto. Não são necessários cálculos medidores de vazão stands.

Apesar da disponibilidade de uma base científica e técnica completa, esse método de medição apresenta várias desvantagens significativas - uma pequena faixa de medição, que mesmo levando em consideração os sensores de pressão com limites múltiplos, não excede o valor 1:10.

Os dispositivos cônicos padrão são fabricados com tecnologia especial, com altos requisitos de rugosidade. Seu uso é permitido exclusivamente em tubulações lisas.

Resistência hidráulica em gasodutos aumentar a sensibilidade para agendar mudançasmédio velocidades em profundidade ou largura do fluxo na entrada do diafragma. O comprimento das seções retas na frente dos dispositivos de estreitamento deve ser de pelo menos 10 diâmetros da estrutura do tubo.

Método de custeio rápido

Conversores de turbina são usados ​​para este método. Esses dispositivos têm várias vantagens, incluindo pequenas dimensões e peso, um preço acessível em sua categoria.

Esses dispositivos não são sensíveis a choques pneumáticos. A faixa de valores de medição de fluxo é de até 1:30, o que excede significativamente o mesmo indicador para dispositivos de restrição.

O transdutor de fluxo de turbina TPR pode ser usado em um ambiente a uma temperatura de menos 200 a +200 ° C, se o dispositivo estiver instalado para líquidos criogênicos não agressivos e monofásicos. Para fluidos agressivos, o indicador será de menos de 60 a +50 ° C

As desvantagens incluem sensibilidade, embora insignificante, a distorções de fluxo na entrada e saída do dispositivo e desvio dos resultados de medição de fluxos de gás pulsantes. A baixo custo, na faixa de 8 a 10 m³/ h, os medidores de vazão estão inoperantes.

Método de medição ultra-sônica

A popularidade dos medidores de vazão acústicos que medem a quantidade de gás, especialmente na contabilidade comercial, cresceu com o desenvolvimento da microeletrônica. Nos medidores de vazão acústicos, não há partes móveis, nem partes projetadas no fluxo, o que aumenta significativamente sua confiabilidade.

A medição é realizada em uma ampla gama de valores devido à capacidade do dispositivo trabalhar por um longo tempo a partir da fonte de alimentação embutida. Os dispositivos domésticos não atendem a todos os requisitos necessários, pois, para evitar a influência de distorções no fluxo de gás nos resultados do cálculo, é necessário o uso exclusivo de medidores ultrassônicos de feixe múltiplo.

Classificação dos medidores de vazão de acordo com o princípio de ação

Os medidores de vazão diferem de várias maneiras, incluindo pressão, tipo de gás usado e condições de temperatura. Escolha um dispositivo dependendo das condições de uso e das tarefas.

Os instrumentos de medição consistem em partes como um transdutor responsável pela queda de pressão, o elemento de conexão e o manômetro.

Tipo # 1 - Jato de tinta geração automática medidores de vazão

Um medidor de vazão desse tipo, também projetado para medir o fluxo de gás natural, possui várias características distintas. O dispositivo é coberto por feedbacks negativos, a frequência das conexões do jato depende do fluxo de gás.

Os contadores emitidos com base em medidores de fluxo de jato são usados ​​para contabilidade comercial sem exame preliminar.

1 - elemento jato de tinta; 2 e 3 - conversores; 4 - dispositivo de extração de sinal; 5 - bico de força; 6 - uma câmara de trabalho; 7 e 8 - paredes da câmara de trabalho; 9 - separador; 10 e 11 - bicos de controle; 12 e 13 - canais de recebimento; 14 e 15 - canais de drenagem; 16 e 17 - canais de feedback; 18 - expansão do bico injetor; 19 - borda no bico de alimentação

Medidor de vazão a jato gerador de auto O tipo está sujeito a entupimento, entre suas desvantagens também está a instabilidade do indicador de conversão.

Esses dispositivos têm desvantagens semelhantes aos dispositivos de vórtice:

• Dependência da distorção do gráfico de velocidade, desde que utilizado em conjunto com instrumentos de restrição;
• grandes perdas de pressão são irreversíveis;
• a parte principal do medidor de vazão possui enormes dimensões;
• instabilidade significativa da taxa de conversão.

Vantagensgerador de auto o medidor de vazão não difere do dispositivo de vórtice, com exceção da capacidade de trabalhar com gases contaminados. Esses medidores de vazão não encontraram ampla aplicação prática em contabilidade comercial.

Tipo # 2 - Medidores de vazão de vórtice

Existem vários pontos fortes dos dispositivos, incluindo a precisão das medições, a falta de sensibilidade à contaminação e choque pneumático, facilidade de operação, o dispositivo também não possui partes móveis.

Os dispositivos suportam as condições externas mais difíceis, a precisão dos indicadores é garantida a uma temperatura ambiente de até 500 graus Celsius, o nível máximo de pressão é de 30 MPa

Também são conhecidas desvantagens significativas do uso desse tipo de medidor de vazão - aumento da sensibilidade a vibrações mecânicas, redução da pressão. Diâmetro do tubo deve estar na faixa de 15 a 30 cm.

Tipo # 3 - Medidores de Vazão Ultrassônicos

O dispositivo, também conhecido como acústico, possui várias vantagens inegáveis:

• falta de resistência hidráulica;
• o dispositivo não possui partes móveis, o que aumenta sua confiabilidade;
• aumento da força do mecanismo;
• ação rápida.

Um medidor de vazão desse tipo é baseado na determinação da diferença no tempo de viagem do sinal.

A operação dos medidores de vazão ultrassônicos é independente da temperatura, pressão ambiente, viscosidade e condutividade elétrica, o que garante a precisão dos dados

Sensores ultrassônicos, localizados na diagonal um em relação ao outro, servem como um receptor e emissor. O uso de vários canais compensa a deformação do perfil de fluxo.

Tipo # 4 - Medidores de fluxo de tambor

Essa categoria de dispositivos é usada, regra geral, para pesquisas de laboratório. A pressão que ocorre durante a rotação do tambor leva ao enchimento da seção com gás e seu subsequente esvaziamento.

Para a operação completa dos mecanismos de contagem de tambores (sem um gerador de pulsos), não é necessária uma fonte de energia constante, que é sua vantagem indiscutível

O número de rotações do tambor é proporcional às unidades cúbicas de gás, o indicador é transmitido para o mostrador do desenho de contagem. Os medidores de vazão do tambor têm alta precisão de medição.

Tipo # 5 - levitação dispositivos

A parte móvel do tacômetro gira nos mancais, a velocidade é igual ao fluxo volumétrico de gás. A conversão da velocidade do movimento circular em um sinal elétrico é realizada usando um conversor secundário, os resultados são refletidos no indicador.

Os dispositivos de medição de levitação operam em condições de -30 a +50 graus Celsius, o erro dos valores está na faixa de ± 1,5%

Levitação os dispositivos são procurados na medição comercial do consumo de gás natural, tanto para fins domésticos quanto comunitários.

Tipo # 6 - Contadores de membrana

Uma patente para a fabricação de um dos dispositivos de medição mais comuns para medição de gás foi concedida na segunda metade do século XIX na Inglaterra.

O princípio de operação de um medidor de vazão mecânico é baseado em uma mudança na posição das membranas móveis da câmara no momento da entrada do gás. Um movimento alternativo é realizado durante a entrada e saída da substância.

O medidor de fluxo de gás do tipo membrana pode consistir em 2 ou 4 câmaras, dependendo dos volumes da substância medida e do design

O dispositivo de cálculo aciona o sistema de engrenagens e as alavancas. Os mecanismos têm uma ampla gama de valores para medições - até 1: 100.

Tipo # 7 - Aparelhos Rotativos

No dispositivo do tipo mecânico, dois rotores estão localizados na câmara de medição, que começam a se mover sob a pressão da substância. As peças rotativas estão localizadas em ângulos retos, e sua localização inicial é fixada usando rodas sincronizadoras.

A quantidade de gás é proporcional ao número de rotações dos rotores. Com a ajuda de um acoplamento magnético e uma caixa de engrenagens, a rotação do rotor é transmitida a um dispositivo de contagem responsável pelo acúmulo do volume da substância passada.

O medidor de vazão rotativo tem uma grande capacidade, é usado em utilidades, volumes médios e pequenos de consumo de gás

As principais vantagens dos medidores de vazão rotativos incluem alta precisão de medição, compacidade do dispositivo, uma ampla variedade de medições de vazão. Entre as desvantagens estão o ruído do mecanismo, seu alto custo, a sensibilidade a fatores externos, incluindo a poluição.

Tipo # 8 - Medidores de Vazão de Turbina

O dispositivo do tipo mecânico tem a forma de um segmento de tubo, uma turbina com um eixo e suportes móveis são colocados dentro do medidor de vazão. O dispositivo de energia se move devido à substância que passa através da câmara de medição.

A velocidade do mecanismo é igual à taxa de fluxo e fluxo de gás. O volume acumulado é refletido no mecanismo de contagem, a transferência para ele é realizada mecanicamente usando uma caixa de câmbio, sistema de câmbio.

O medidor de turbina só pode ser usado com propulsores limpos - gás, líquido ou vapor em suspensão, desde que não contenham partículas sólidas

Além do exposto, existem outros dispositivos, mas eles são usados, via de regra, em pesquisas científicas. Na esfera comercial, eles praticamente não estão envolvidos.

Também recomendamos que você leia nosso outro artigo, onde falamos detalhadamente sobre como escolher um medidor de gás para uso doméstico. Mais detalhes - vá para o link.

Dispositivos para medir a quantidade de gás

Os dispositivos para medir o fluxo de gás de acordo com o método de cálculo são divididos em várias categorias. Os de alta velocidade são usados ​​para determinar o número do volume do meio em estudo. Esses dispositivos não possuem câmaras de medição. A parte sensível é impulsor (tangencial ou axial), que faz com que o fluxo da matéria gire.

Os medidores volumétricos são menos dependentes do tipo de produto. Suas desvantagens incluem a complexidade do design, o alto preço e as dimensões impressionantes. O dispositivo consiste em várias câmaras de medição, possui um design mais complexo. Esse tipo de dispositivo é dividido em vários tipos - pistão, lâmina, engrenagem.

Outra classificação dos medidores de quantidade de gás é conhecida, que inclui três tipos de dispositivos: rotativo, tambor e válvula.

Os medidores rotativos têm alto rendimento.Sua ação é baseada no cálculo do número de rotações das pás dentro do dispositivo, o indicador corresponde ao volume de gás. Suas principais vantagens incluem longevidade, independência da eletricidade e maior resistência a sobrecargas de curto prazo.

Os medidores de gás do tipo tambor trabalham com o princípio de deslocamento. Indicadores de correção como temperatura, composição do gás e nível de umidade não são levados em consideração

Os contadores de tambor consistem em uma caixa, um mecanismo de contagem e um tambor com câmaras de medição. O princípio de operação do dispositivo para medir o consumo de gás é determinar o número de rotações do tambor, que gira devido à diferença de pressão. Apesar da precisão dos cálculos, esse tipo de dispositivo não encontrou ampla aplicação devido ao seu tamanho volumoso.

O princípio de operação deste último tipo de contadores, conhecido como válvula, baseia-se no movimento da divisória móvel, que é afetada pela diferença de pressão da substância. O dispositivo consiste em várias partes - um mecanismo de contagem e distribuição de gás, além de um alojamento. Tem grandes dimensões, portanto é usado principalmente na vida cotidiana.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Como os medidores de vazão de gás vórtice funcionam será discutido no vídeo a seguir:

A medição do fluxo de gás é uma das principais tarefas da produção. Um grande número de dispositivos com vários projetos e princípios de operação está disponível no mercado de medidores de vazão, que também são adequados para as necessidades domésticas. Com a ajuda deles, você pode determinar quase qualquer quantidade de líquido ou gás, sem a necessidade de uma instalação especial de modelo de calibração.

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