Medidor de flujo de vórtice vs. caudalímetro Coriolis: cómo elegir

Respuesta rápida

El medidor de vórtice es la opción más económica y sencilla para vapor, gas o líquido limpios cuando solo se necesita medir el caudal volumétrico. Requiere un tramo largo de tubería recta y no mide por debajo de una velocidad mínima. El medidor Coriolis mide el caudal másico directamente, ofrece mayor precisión y admite fluidos viscosos, sucios o multifásicos; sin embargo, es más caro, se vuelve pesado a partir de DN150 y aún presenta dificultades cuando el gas transporta cantidades significativas de líquido.

Cómo mide cada uno el flujo

Un medidor de vórtices introduce un cuerpo romo en el flujo. A medida que el fluido pasa junto a él, se desprenden vórtices alternados, y la frecuencia con la que se desprenden es proporcional a la velocidad. Si se mide esa frecuencia y se multiplica por el área de la sección transversal de la tubería, se obtiene el caudal volumétrico. No hay movimiento dentro de la tubería, y la señal bruta no requiere información sobre la densidad.

Un medidor Coriolis hace vibrar uno o dos tubos a su frecuencia natural. El fluido que circula por un tubo vibrante genera una fuerza Coriolis que lo retuerce ligeramente. Esta torsión se manifiesta como un desfase entre la entrada y la salida, proporcional al caudal másico. La misma vibración también proporciona la densidad, por lo que un solo sensor registra simultáneamente el caudal másico, el caudal volumétrico y la densidad.

La diferencia se resume en una línea: el método del vórtice infiere el flujo a partir de la velocidad y necesita un área de tubería conocida; el método de Coriolis mide la masa directamente y no le importa lo que haga la densidad.

Fortalezas y limitaciones de cada tecnología

Medidor de flujo de vórtice:

• Amplia cobertura de fluidos: funciona con líquidos limpios, gases y vapor sin cambiar el principio de detección.
• No hay piezas móviles en el recorrido del flujo, por lo que las fallas relacionadas con el desgaste son poco frecuentes.
• Baja caída de presión en comparación con los diseños de presión diferencial.
• Punto cero estable a largo plazo ya que no hay nada mecánico que se pueda desgastar.
• Presenta dificultades por debajo de un número de Reynolds mínimo; los caudales bajos quedan completamente fuera de su rango de funcionamiento.
• Necesita un tramo largo y recto de tubería para mantener un perfil de velocidad uniforme.
• Sensible a las vibraciones de las tuberías; móntelo lejos de las bombas o utilice soportes rígidos.
• No apto para fluidos de alta viscosidad, sucios o multifásicos.

Medidor de flujo Coriolis:

• Medición directa del flujo másico, por lo que los cambios de densidad y viscosidad no distorsionan la lectura.
• Maneja lodos, fluidos de alta viscosidad y fluidos con pequeñas partículas sólidas.
• Salida multiparamétrica: caudal másico, caudal volumétrico, densidad y temperatura a partir de un único sensor.
• No se requiere un tramo recto; la orientación de la instalación es flexible siempre que el tubo esté lleno.
• Insensible a las vibraciones externas por diseño
• Coste inicial más elevado que la mayoría de las demás tecnologías de flujo.
• La geometría del tubo implica una caída de presión moderada, que aumenta con el tamaño de la tubería.
• Los modelos de gran diámetro se vuelven pesados ​​y caros rápidamente, lo que empuja a las grandes líneas hacia otras tecnologías.

Comparación de núcleos: Silver Automation STLU Vortex vs SH-CMF Coriolis

Donde realmente divergen: Vapor seco frente a flujo húmedo o bifásico

La mayoría de los artículos comparativos se limitan a la tabla anterior. La verdadera cuestión a considerar en la práctica es cómo se comporta el fluido cuando no es una fase única y pura.

Para vapor seco, saturado o sobrecalentado sin condensación significativa, el medidor de vórtice suele ser la opción más práctica. Es el medidor más económico, no requiere compensación de temperatura ni presión para ser razonablemente preciso en un gas estable, y su tecnología cuenta con décadas de experiencia en aplicaciones de vapor. El medidor Coriolis también funciona en este caso, pero para vapor seco convencional, suele ser más potente de lo necesario.

El flujo bifásico es donde ambas tecnologías presentan dificultades, aunque de maneras diferentes. Un medidor Coriolis mide la masa que se mueve a través del tubo. Cuando pasa una gota de líquido, el medidor registra un pico de flujo másico que refleja la gota, no el caudal de gas subyacente. No distingue entre "más gas" y "una gota de condensado". La frecuencia de desprendimiento de un medidor de vórtice registra la velocidad global, por lo que una carga ligera de líquido tiene menos efecto en la lectura de lo que cabría esperar, pero las gotas o películas pesadas aún perturban el patrón de vórtice y modifican el número de Strouhal en el que se basa el medidor. Ninguno de los dos medidores ofrece una solución definitiva para el arrastre significativo de líquido en una línea de gas.

La solución práctica consiste en la separación aguas arriba, no en un medidor mejor. Si el arrastre de líquido es un problema conocido, un separador de líquidos o un separador de burbujas antes del medidor de flujo resuelve el problema mejor que cualquier cambio en la tecnología del medidor. Si la separación no es posible y el contenido de líquido es significativo, espere una menor precisión con cualquiera de las dos tecnologías y especifique en consecuencia, o considere diseños de presión diferencial diseñados para servicio en ambientes húmedos.

Selección por solicitud

Vapor.

• Si necesita medir vapor seco en una tubería de tamaño estándar y el presupuesto es un factor importante, elija un medidor de vórtice. Se utiliza habitualmente en redes de calefacción urbana y en colectores de vapor de centrales de calderas.
• Si necesita medir vapor con calidad variable o conocer la densidad junto con el caudal para la medición de energía, elija el método Coriolis. Si bien presenta una mayor caída de presión y un precio más elevado, este es el precio a pagar por obtener datos fiables en este caso.

Gas limpio, monofásico.

• Si el gas es limpio y monofásico, elija un medidor de vórtice; funciona bien en estas condiciones, cuesta menos y se utiliza ampliamente para la monitorización del aire comprimido y la medición de la distribución de gas natural.
• Es mejor elegir el sistema Coriolis solo si se necesita el flujo másico directamente para la transferencia de custodia o la mezcla, o si el gas fluye a un caudal muy bajo donde el límite de velocidad mínima del vórtice se convierte en un problema.

Líquido, de viscosidad baja a moderada, limpio.

Cualquiera de los dos medidores funciona aquí.

• Elija el vórtice si el flujo volumétrico es lo que realmente necesita el proceso; es común en los circuitos de agua de refrigeración y de agua de uso general.
• Elija Coriolis si necesita densidad y caudal, si el fluido es corrosivo y desea evitar piezas móviles y problemas con el flujo en línea recta. También es la mejor opción para trabajos de alta precisión, como la dosificación de combustible o la inyección de productos químicos.

Lodos, fluidos de alta viscosidad o fluidos con sólidos en suspensión.

• Elija Coriolis. Es una práctica estándar en líneas de alimentos y bebidas que manejan jarabe, chocolate o lácteos, y en plantas químicas que dosifican resinas oalta viscosidadaditivos.
• No utilice vórtice aquí; tanto el cuerpo romo como la señal de desprendimiento se degradan con sólidos pesados ​​o alta viscosidad.

Transferencia de custodia y medición de transacciones.

En casi todos los casos, incluyendo la transferencia de petróleo crudo y productos refinados, la carga de GNL y la medición fiscal en terminales, se recomienda el método Coriolis. Estas aplicaciones requieren una medición directa de la masa con una densidad verificable de forma independiente, y la precisión que ofrece el método de vórtice generalmente no es suficiente para cumplir con los requisitos.

Tuberías de gran tamaño, de gas o vapor, sensibles al coste.

Elija un medidor de vórtice; es típico en la distribución de agua fría y vapor en sistemas HVAC de grandes campus o plantas. Un medidor Coriolis DN300 es pesado, costoso y suele tener un largo plazo de entrega, por lo que los medidores de vórtice o de inserción cubren grandes conductos a una fracción del costo.

Obtén una recomendación

Indíquenos el diámetro de su tubería (DN), el tipo de fluido, la temperatura y presión de operación, y si necesita caudal másico o volumétrico. Le recomendaremos los caudalímetros adecuados según las condiciones reales de su proceso, no una configuración predeterminada.

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