Medidor de flujo de masa térmica vs vórtice para aire comprimido: ¿Cuál debe elegir?

La medición del flujo de aire comprimido ayuda a las plantas a rastrear el consumo, comparar áreas de producción, verificar proyectos de ahorro de energía e identificar la demanda anormal. Al comparar un medidor de flujo de masa térmica frente al vórtice para el aire comprimido, los ingenieros deben considerar el flujo mínimo, el tamaño de la tubería, la calidad del aire, la presión, la temperatura, el espacio de instalación, las unidades de salida y los requisitos de mantenimiento.

Ambas tecnologías pueden medir el aire comprimido, pero utilizan diferentes principios. Los medidores de masa térmica a menudo se seleccionan para la medición directa del flujo másico y la visibilidad de flujo bajo. Los medidores de vórtice se consideran comúnmente para la medición en línea estable cuando el flujo permanece dentro del rango de velocidad especificado. El Departamento de Energía de EE. UU. Recomienda considerar el tipo de medidor, la condición del aire, la instalación, la pérdida de presión, la precisión, la repetibilidad y la reducción.

Cómo funcionan los medidores de flujo de masa térmica y vórtice

Un medidor de flujo de masa térmica mide la cantidad de calor que elimina el gas de un sensor calentado. A medida que aumenta el flujo másico de aire comprimido, el efecto de enfriamiento cambia y el transmisor convierte esa relación en un valor de flujo másico. Los medidores térmicos están disponibles en diseños en línea e inserción. Las sondas de inserción pueden ser útiles en cabezales más grandes porque crean una obstrucción limitada.

Un medidor de flujo de vórtice utiliza un cuerpo de acantilado, a menudo llamado Barra de derramamiento, instalado en la ruta de flujo. A medida que pasa el aire comprimido, se forman vórtices alternados aguas abajo. Su frecuencia es proporcional a la velocidad del flujo, lo que permite al medidor calcular el flujo volumétrico. El tamaño correcto es importante porque la medición estable depende de la formación constante de vórtices.

Masa térmica frente al medidor de flujo vortex comparación

Esta comparación es solo un punto de partida. El rango de flujo, el tamaño de la línea, la clasificación de presión, los límites de temperatura, la precisión y los requisitos de instalación deben comprobarse con el modelo seleccionado.

Cuándo elegir un medidor de flujo másico térmico

Un medidor de flujo másico térmico es a menudo la opción más fuerte cuando el objetivo principal es ver un bajo consumo de aire comprimido y demanda cambiante. Una mejor sensibilidad de flujo bajo puede ayudar a revelar el consumo de carga base y el uso inesperado del aire fuera de cambio.

Las aplicaciones típicas incluyen submedición en línea de producción, asignación de costos departamentales, estudios de eficiencia energética, medición de inserción en tuberías grandes y monitoreo posterior al mantenimiento. La información del medidor de flujo másico de gas térmico de JUJEA identifica el aire comprimido como una aplicación y destaca la baja sensibilidad al flujo y un diseño estilo sonda.

La calidad del aire sigue siendo importante. El aerosol de aceite, la humedad, el polvo y los depósitos en la superficie de detección pueden alterar la transferencia de calor e influir en la medición. El medidor debe instalarse donde el tratamiento del aire y el control de condensado sean adecuados. La Composición del gas también debe coincidir con la calibración configurada porque las características térmicas afectan la relación de medición.

La medición de masa térmica puede, por lo tanto, ser un punto de partida adecuado para las instalaciones que necesitan:

• Monitoree el uso de aire comprimido por departamento o línea de producción;

• Identificar el consumo durante los períodos de apagado;

• Compare la demanda antes y después de las mejoras de eficiencia;

• Mide los flujos más bajos en los ramales;

• Instale sondas de inserción en tuberías de distribución más grandes;

• Flujo de masa de salida o datos de consumo estandarizados.

La elección final debe basarse en el rango medible del medidor seleccionado y la condición real de aire comprimido.

Cuándo elegir un medidor de flujo de vórtice

Un medidor de flujo de vórtice puede ser la mejor opción cuando se comprime el flujo de aire es relativamente estable y permanece por encima de la velocidad mínima medible del medidor. Se considera comúnmente para monitoreo permanente en línea en cabeceras de servicios públicos o líneas de aire de proceso con un rango de operación predecible.

La tecnología Vortex también puede adaptarse a las plantas que utilizan instrumentos similares para aire comprimido, otros gases, agua o vapor. Debido a que los medidores de vórtice miden principalmente el flujo volumétrico, los informes de volumen estandarizado o de flujo másico pueden requerir una compensación de presión y temperatura, según el instrumento seleccionado y la salida requerida.

Las condiciones de instalación son críticas. Los codos, válvulas, reductores y otras perturbaciones aguas arriba pueden crear perfiles de velocidad de remolino o desigual. Por lo tanto, los medidores de vórtice necesitan secciones de tubería recta adecuadas e instalación de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.

La Medición de vórtice puede ser adecuada cuando un proyecto requiere:

• Medición permanente en línea;

• Flujo estable en un cabezal principal de aire comprimido;

• Moderado o consistentemente alto Velocidad de flujo;

• Tecnología de medición que también puede servir a otros medios de utilidad;

• Medición de flujo volumétrico con compensación adecuada;

• Integración en un sistema de control de procesos existente.

No se debe seleccionar un medidor de vórtice sólo porque el diámetro nominal de la tubería coincide. El flujo mínimo es particularmente importante porque la velocidad insuficiente puede evitar la formación de vórtices estables.

Calidad del aire, pérdida de presión y mantenimiento

Los sistemas de aire comprimido pueden contener aceite, gotas de agua, óxido o partículas. Los sensores térmicos pueden necesitar inspección o limpieza si se acumulan depósitos. Los medidores de vórtice no usan el mismo elemento calentado, pero el condensado, la vibración severa y el flujo inestable aún pueden afectar el rendimiento.

Una sonda térmica de inserción normalmente crea una obstrucción limitada. Un medidor de vórtice contiene una barra de derramamiento, por lo que la pérdida de presión depende del diseño del cuerpo, el tamaño de la línea y el flujo operativo. La planificación del mantenimiento también debe considerar el acceso, los requisitos de apagado, la calibración y el diagnóstico.

Ninguna tecnología está libre de mantenimiento en todas las aplicaciones. La ubicación del medidor, el tratamiento del aire comprimido, la accesibilidad y la estabilidad del proceso deben revisarse antes de la instalación. Un medidor instalado aguas abajo de un equipo de tratamiento adecuado puede experimentar diferentes condiciones de funcionamiento de uno instalado cerca del compresor.

Cómo seleccionar el medidor de flujo de aire comprimido correcto

Antes de seleccionar cualquiera de las tecnologías, proporcione:

• Diámetro de la tubería, material y tipo de conexión;

• Mínimo, normal, y flujo máximo;

• Presión y temperatura de funcionamiento;

• Seco, húmedo, lubricado, o aire libre de aceite;

• Condensado esperado, Aceite de aerosol, polvo u óxido;

• Tubería recta aguas arriba y aguas abajo;

• Preferencia de instalación en línea o de inserción;

• Volumen real, volumen estandarizado o salida de flujo másico;

• Totalizador, alarma, salida analógica y requisitos de comunicación;

• Necesidad de monitoreo de bajo flujo o carga base.

Elija un medidor de flujo másico térmico cuando la visibilidad de flujo bajo, medición de masa directa, amplio rango de funcionamiento, Y la submedición son prioridades.

Elija un medidor de flujo de vórtice cuando el flujo es estable, hay suficiente velocidad disponible, se prefiere la medición permanente en línea y se pueden cumplir las condiciones requeridas de tubería recta y compensación.

JUJEA ofrece medidores de flujo másico de gas térmico, medidores de flujo de vórtice y soluciones de medición de flujo de aire comprimido. Comparta el tamaño de su tubería, rango de flujo, presión, temperatura, calidad del aire, posición de instalación, Y la salida requerida para que la aplicación se pueda evaluar en torno a las condiciones operativas reales.

Preguntas frecuentes

¿Qué medidor es mejor para un bajo consumo de aire comprimido?

Un medidor de flujo másico térmico es generalmente el punto de partida más fuerte porque generalmente ofrece una mejor visibilidad en el extremo inferior del rango de operación. El tamaño correcto, el tratamiento del aire y la limpieza del sensor aún son importantes.

¿Puede un medidor de flujo de vórtice medir el aire comprimido?

Sí. Un medidor de flujo de vórtice de tamaño correcto puede medir el aire comprimido cuando la velocidad, la presión, la temperatura, las condiciones de la tubería y los requisitos de tubería recta permanecen dentro de las especificaciones.

¿Un medidor de masa térmica requiere compensación?

Mide directamente el flujo de masa a través de la transferencia de calor, Pero la composición del gas y las diferencias entre las condiciones reales y configuradas aún pueden influir en el rendimiento.

¿Qué tecnología genera menos pérdida de presión?

Un medidor de masa térmica de inserción generalmente crea una obstrucción limitada. Un medidor de vórtice incluye una barra de desprendimientos, por lo que la pérdida de presión depende de su cuerpo, tamaño y flujo operativo.

¿Qué información se requiere para la selección?

Proporcionar dimensiones de la tubería, rango de flujo, presión, temperatura, aire Calidad, equipo de tratamiento, fotografías de instalación, longitud de tubería recta, unidades requeridas y señales de comunicación.

Recursos adicionales de lectura e industria

• Endress Hauser: el principio de medición de flujo térmico
  Explica cómo se utiliza la transferencia de calor para medir el flujo másico de gas.

• Yokogawa: Principio de medición del medidor de flujo vortex
  Explica la generación de vórtices, el dimensionamiento y los fluidos medidos adecuados.

• U.S. Departamento de Energía: Mejora del rendimiento del sistema de aire comprimido
  Proporciona orientación industrial sobre monitoreo de aire comprimido y selección de caudalímetros.

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  Ethan Liu

  Ethan Liu es el especialista en contenido técnico de JUJEA, que traduce conceptos complejos de integración de sensores y automatización industrial en conocimientos prácticos para ingenieros, integradores de sistemas, profesionales de adquisiciones y tomadores de decisiones en todo el mundo.