Misuratori di flusso a vortice: principio di funzionamento, vantaggi principali e applicazioni per la misurazione dei flussi industriali
2026/05/25
Principio di funzionamento
Il misuratore di flusso di vortice opera in base alStrada del vortice di KármánQuando il fluido scorre oltre un corpo bluff, vengono generati vortici alternativi a valle.F) è direttamente proporzionale alla velocità del fluidoU):
F = St · u / d
| Il simbolo | Parametro | Valore tipico |
|---|---|---|
| F | Frequenza del vortice | Hz |
| St | Numero Strouhal | 0.17?? 0.22 (senza dimensioni) |
| U | Velocità media | m/s |
| d | Larghezza del corpo del bluff | m |
Il numero di Strouhal rimane costante all'interno di un range specifico di numeri di Reynolds, garantendo la linearità tra frequenza e portata.
Principali parametri operativi
Range del numero di Reynolds (Re)
Re = ρ · u · D / μ
- Distanza stabile:2*104 ≤ Re ≤ 7*106
- Al di sotto di Re < 2*104:Numero di Strouhal varia, misurazione inaffidabile
- Al di sopra di Re > 7*106:Turbolenze possono causare instabilità
Metodi di rilevamento del vortice
| Metodo | Principio | Meglio per |
|---|---|---|
| Piezoelettrico | Fluctuazioni di pressione da vortici | Liquidi e gas generali |
| Termica | Variazioni di temperatura dovute alla deposizione | Gas a basso flusso |
| Ultrasuoni/capacitivi | Detezione di frequenza senza contatto | Alte temperature e corrosivo |
Vantaggi
- Nessuna parte mobile️ Minima usura, lunga durata di vita
- Rapporto di flessione ampia (1:10 a 1:30)Precisione su ampie gamme di flusso
- Basso calo di pressione¢ più efficiente delle piastre di orifizio
- Compatibilità versatileLavora con liquidi, gas e vapore
Limitazioni
| Limitazione | Dettagli |
|---|---|
| Sensibilità alle vibrazioni | Vibrazioni esterne dei tubi interferiscono con i segnali; attenuate da progetti a doppio sensore e filtraggio digitale |
| Velocità minima di flusso | Richiede > 0,5 m/s (liquidi) e > 3 m/s (gas); formazione di vortici irregolare al di sotto delle soglie |
| Correnti di tubi dritti | Sezioni rette a monte/a valle necessarie per profili di flusso stabili |
Applicazioni industriali
- Flusso di vapore¢ Caldaie, climatizzazione, teleriscaldamento
- Aria compressa e gasL'aria di fabbrica, il gas naturale, le linee di azoto
- Prodotti chimici e petrolchimici️ Alimenti per reattori, solventi, idrocarburi
- Acqua e acque reflue¢ circuiti di raffreddamento di acqua di processo, effluenti
Immissione del segnale e taratura
- Impulso/uscita di frequenzaOgni impulso rappresenta un volume discreto, ideale per la totalizzazione
- 4 ¢ 20 mA di uscita analogica¢ Segnale standard per l'integrazione di PLC, DCS e SCADA
- CalibrazioneL'uso dell'acqua o dell'aria, con numero di Strouhal regolato per specifici fluidi
Conclusioni
I flussometri a vortice offrono un'elevata affidabilità, una bassa manutenzione e un'ampia applicabilità industriale.I futuri progressi si concentrano sulla compensazione delle vibrazioni, sensibilità a basso flusso e autodiagnosi intelligente.
