¿Cómo funciona un medidor de flujo de aire?
La medición del flujo de gas natural es una medición indirecta en el proceso del flujo de gas natural. La precisión de la medición depende de la calidad de todo el proceso de diseño, construcción, operación y mantenimiento razonable de todo el sistema de medición. . Para garantizar que el sistema de medición lleve a cabo una gestión de calidad integral de acuerdo con requisitos técnicos unificados y garantizar la precisión de la medición del gas natural, es necesario formular estándares de medición de gas natural científicos y razonables. Entre las normas relevantes para la medición de gas natural, las normas de medición de flujo son las principales, debiendo incluir también normas de medición y cálculo de densidad, composición, poder calorífico, factor de compresión y otros parámetros relacionados del gas natural, así como instrumentación, diseño y seguridad. estándares. La medición de gas natural implica diseño, construcción, puesta en servicio, operación, mantenimiento, inspección, verificación, seguridad y protección ambiental, etc. , por lo que sus estándares relevantes son muy amplios. Estados Unidos tiene una industria petrolera desarrollada y una tecnología avanzada de medición de gas natural. Tiene regulaciones, estándares y equipos de medición avanzados estrictos y completos. En 1978, Estados Unidos aprobó la Ley de Gas Natural, que unificó los precios del gas natural entre los estados y el gobierno federal. Estipuló que el contenido energético real por pie cúbico debería utilizarse como base para los precios del gas natural, cambiando el método de medición tradicional. de gas natural. Este nuevo método de medición combina dos sistemas de medición independientes de medición de la calidad del gas natural y medición del poder calorífico para producir un nuevo sistema de medición de energía del gas natural.
(1) Medidor de flujo de desplazamiento positivo Un medidor de flujo de desplazamiento positivo es equivalente a un recipiente con un volumen estándar, que mide continuamente el medio que fluye. Cuanto mayor sea el caudal, mayor será el número de mediciones y mayor la frecuencia de salida. El principio del caudalímetro volumétrico es relativamente simple y es adecuado para medir fluidos con alta viscosidad y bajo número de Reynolds. Según la forma del cuerpo giratorio, los productos producidos actualmente se dividen en: caudalímetro de engranaje ovalado, caudalímetro de rueda de cintura (caudalímetro Roots), caudalímetro de pistón giratorio y raspador, adecuado para medir el flujo de líquido, servo adecuado para medir el flujo de gas, caudalímetros volumétricos; caudalímetros de diafragma y caudalímetros simplificados.
(2) Caudalímetro de impulsor El principio de funcionamiento del caudalímetro de impulsor es colocar el impulsor en el fluido a medir y girar bajo el impacto del flujo de fluido. La velocidad de rotación del impulsor refleja el caudal. . Los caudalímetros de impulsor típicos incluyen caudalímetros de agua y caudalímetros de turbina, cuyas estructuras pueden ser salida de transmisión mecánica o salida de impulsos eléctricos. Generalmente, los medidores de agua con salida de transmisión mecánica tienen baja precisión, con un error de aproximadamente 2, pero tienen una estructura simple y un bajo costo. Ha sido producido en masa, estandarizado, generalizado y serializado en China. El caudalímetro de turbina con salida de señal de pulso eléctrico tiene una alta precisión, con un error general de 0,2 ~ 0,5.
(3) Caudalímetro de presión diferencial (caudalímetro de caída de presión) El caudalímetro de presión diferencial consta de un dispositivo primario y un dispositivo secundario. El dispositivo primario se llama elemento de medición de flujo, que se instala en la tubería del fluido que se está midiendo y genera una diferencia de presión proporcional al caudal (caudal) para que el dispositivo secundario muestre el caudal. El equipo secundario se llama instrumento de visualización. Recibe la señal de presión diferencial generada por el elemento de medición y la convierte en el caudal correspondiente para su visualización. El dispositivo principal de un caudalímetro de presión diferencial suele ser un dispositivo estrangulador o un dispositivo de medición de presión dinámica (tubo de Pitot, tubo de compensación de presión, etc.). ). El equipo secundario son varios manómetros mecánicos, electrónicos y combinados de presión diferencial con instrumentos de visualización de flujo. La mayoría de los componentes sensibles a la presión diferencial de los manómetros diferenciales son componentes elásticos. Debido a la relación de raíz cuadrada entre la diferencia de presión y el flujo, el instrumento de visualización de flujo está equipado con un dispositivo de raíz cuadrada para linealizar la escala de flujo. La mayoría de los medidores también están equipados con un totalizador de flujo para mostrar el caudal acumulado calculado económicamente. Este método de medir el flujo mediante presión diferencial tiene una larga historia y es relativamente maduro. Generalmente se utiliza en ocasiones más importantes en todo el mundo y representa aproximadamente el 70% de los diversos métodos de medición de flujo. Este instrumento se utiliza para medir el flujo de vapor principal, agua de alimentación y agua de condensado en la central eléctrica. Los productos actuales se dividen en caudalímetros de orificio, caudalímetros de cuña, caudalímetros Venturi y tubos Pitot de velocidad media.
(4) El flotador del caudalímetro de área variable (caudalímetro de caída de presión constante) se coloca en el canal de flujo cónico con las partes superior e inferior y se mueve bajo la fuerza del fluido que fluye de abajo hacia arriba. Cuando esta fuerza se equilibra con el "peso mostrado" del flotador (el peso del flotador menos la flotabilidad del fluido que lo sostiene), el amarre está en reposo. La altura del flotador cuando está en reposo se puede utilizar para medir el caudal.
Dado que el área de la sección transversal del medidor de flujo cambia con la altura del flotador, la diferencia de presión entre las partes superior e inferior del flotador es igual cuando el flotador está estacionario, por lo que este tipo de medidor de flujo se llama variable. medidor de flujo de área o un medidor de flujo de caída de presión constante. Un instrumento típico para este tipo de medidor de flujo es un medidor de flujo de rotor (flotador).
(5) Medidor de flujo de momento Un medidor de flujo que mide el momento de un fluido para reflejar el flujo se llama medidor de flujo de momento. Dado que el momento p del fluido que fluye es proporcional al cuadrado de la densidad del fluido y la velocidad V, es decir, pv2, cuando se determina la sección transversal del flujo, V es proporcional al caudal volumétrico q, por lo que p Q2. Supongamos que el coeficiente proporcional es a, entonces q = a. Por lo tanto, la p medida puede reflejar el caudal q. Este tipo de caudalímetro utiliza principalmente componentes de detección para convertir el impulso en presión, desplazamiento o fuerza, y luego mide el caudal. Los instrumentos típicos de este tipo de caudalímetro son los caudalímetros objetivo y los caudalímetros de paletas rotativas.
(6) Caudalímetro de pulso Un caudalímetro que utiliza el teorema del pulso para medir el flujo se llama caudalímetro de pulso. Se usa principalmente para medir el flujo de medios sólidos granulares y también se usa para medir el flujo de. barro, líquidos cristalizados y abrasivos. La medición del caudal varía desde unos pocos kilogramos hasta casi 10.000 toneladas por hora. Un instrumento típico es un caudalímetro de pulsos de componente horizontal. Su principio de medición es que cuando el medio medido cae libremente desde una cierta altura h hasta la placa de detección en un ángulo inclinado, se genera un impulso. El componente horizontal del impulso es proporcional al caudal másico, por lo que se puede medir este componente horizontal. reflejan el caudal másico.
(7) Caudalímetro electromagnético El caudalímetro electromagnético se fabrica aplicando el principio de que el movimiento de un conductor en un campo magnético genera una fuerza electromotriz inducida proporcional al caudal que refleja el caudal de la tubería. midiendo la fuerza electromotriz. Su precisión y sensibilidad de medición son altas. Se utiliza ampliamente en la industria para medir el flujo de agua, pulpa y otros medios. El diámetro máximo de tubería medible es de 2 m, con una pérdida de presión mínima. Sin embargo, no se pueden utilizar medios con baja conductividad, como gases y vapor. Los caudalímetros electromagnéticos son costosos y sus señales son susceptibles a la interferencia de campos magnéticos externos, lo que limita su amplia aplicación en la medición del flujo de tuberías industriales. Para ello, los productos se mejoran y actualizan continuamente y se desarrollan hacia la informatización.
(8) Caudalímetro ultrasónico El caudalímetro ultrasónico está diseñado basándose en el principio de que la velocidad de propagación de las ondas ultrasónicas en el medio que fluye es igual a la suma geométrica de la velocidad de flujo promedio del medio medido y la velocidad de la propia onda sonora. También refleja el caudal midiendo el caudal. Aunque los medidores de flujo ultrasónicos aparecieron recién en la década de 1970, son muy populares y tienen amplias perspectivas porque pueden fabricarse sin contacto y pueden vincularse con medidores ultrasónicos de nivel de agua para medir el flujo de apertura sin causar perturbaciones o resistencia al fluido. Clasificación de los caudalímetros ultrasónicos: (1) Caudalímetro ultrasónico Doppler: El transductor 1 emite una señal ultrasónica con frecuencia f1. Después de pasar a través de partículas suspendidas o burbujas en el líquido de la tubería, la frecuencia cambia y se refleja en el transductor 2 a la frecuencia f2. Esta es la convergencia Doppler. La diferencia entre f2 y f1 es la diferencia de frecuencia Doppler fd. Supongamos que la velocidad del fluido es v, la velocidad ultrasónica es C y el cambio de frecuencia Doppler fd es proporcional a la velocidad del fluido v. Cuando se determinan las condiciones de la tubería, la posición de instalación del transductor, la frecuencia de emisión y la velocidad del sonido, C, f1 y θ son constantes, la velocidad del fluido es proporcional al desplazamiento Doppler. Al medir el cambio de frecuencia, se puede obtener la velocidad del fluido y, por lo tanto, se puede obtener el caudal del fluido. (2) Caudalímetro ultrasónico de diferencia de tiempo: El caudalímetro ultrasónico de diferencia de tiempo utiliza el principio de que la diferencia de tiempo entre las ondas sonoras que se propagan aguas abajo y la contracorriente en el fluido es proporcional al caudal del fluido para medir el flujo del fluido.
(9) Caudalímetro de oscilación de fluido El caudalímetro de oscilación de fluido está diseñado según el principio de que el fluido oscilará cuando fluya en condiciones específicas del canal de flujo. La frecuencia de oscilación es proporcional al caudal. Cuando la sección transversal del canal de flujo es fija, el caudal es proporcional al caudal volumétrico. Por lo tanto, el flujo se puede medir midiendo la frecuencia de oscilación. Este tipo de caudalímetro se desarrolló en la década de 1970. Debido a que tiene las ventajas de no tener piezas giratorias y tener salida digital de pulsos, tiene buenas perspectivas de desarrollo. Actualmente, los productos típicos incluyen caudalímetros de vórtice y caudalímetros de vórtice de precesión.
(10) Medidor de flujo másico Dado que el volumen de fluido se ve afectado por parámetros como la temperatura y la presión, cuando se utiliza el flujo volumétrico para expresar el flujo, se deben proporcionar los parámetros del medio. Cuando los parámetros del medio continúan cambiando, a menudo es difícil cumplir con este requisito, lo que resulta en una distorsión del valor de visualización del instrumento. Por lo tanto, los medidores de flujo másico han sido ampliamente utilizados y valorados. Los medidores de flujo másico se pueden dividir en tipos directos e indirectos.
Los medidores de flujo másico directo realizan mediciones utilizando principios directamente relacionados con el flujo másico. En la actualidad, existen medidores de flujo másico como el tipo calorimétrico, el tipo de momento angular, el tipo giroscópico vibratorio, el tipo de efecto Magnus y el tipo de fuerza Coriolis. El medidor de flujo másico indirecto multiplica directamente el densímetro y el caudal volumétrico para obtener el caudal másico. También hay varios caudalímetros de vertedero y caudalímetros de canal adecuados para la medición de flujo en canal abierto; caudalímetros de inserción adecuados para la medición de flujo de gran diámetro; caudalímetros laminares para medir el flujo laminar y caudalímetros relacionados adecuados para la medición de flujo de dos fases: así como el método láser. , caudalímetro de vibración magnética nuclear, varios métodos de trazado y métodos de dilución.
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