Medidor de flujo de vórtice para solución de medición de aire comprimido

Medidor de flujo de vórtice para aire comprimido en una tubería de 6": Dimensionamiento, CFM vs SCFM y un caso práctico en Norteamérica.

Respuesta rápida

Para aire comprimido en una tubería de acero de 6" (DN150) con un caudal de 300 a 900 CFM a 8 bar y una temperatura de 15 a 30 °C, un caudalímetro de vórtice DN150 con compensación de presión y temperatura integrada es la opción ideal. Antes de dimensionar el caudalímetro, confirme si el caudal objetivo se mide en CFM (condiciones de funcionamiento reales) o SCFM (condiciones estándar). Los caudalímetros de vórtice de la serie STLU de Silver Instruments cubren este rango y pueden leer la señal directamente en CFM mediante RS-485 Modbus o salida HART de 4-20 mA.

El trabajo: Línea de aire comprimido de 6", Norteamérica

A principios de este año, un integrador de sistemas de aire comprimido de Norteamérica se puso en contacto con nosotros con un encargo muy claro. Necesitaban un caudalímetro de vórtice para una tubería de acero de 6" que transportaba aire comprimido. El rango de caudal era de 300 a 900 CFM. La presión de funcionamiento se mantenía por debajo de 120 psi (8,2 bar). La temperatura ambiente y de proceso oscilaba entre 15 y 30 °C. La lectura en la pantalla debía estar en CFM, no en m³/h. El caudalímetro también tenía que comunicarse con su PLC mediante Modbus RS-485, y el indicador debía ubicarse a 15 m de la tubería, ya que el punto de instalación era difícil de leer a la altura de los ojos.

Ninguno de estos requisitos es inusual. Sin embargo, cada uno modifica el código del modelo. Por lo tanto, antes de cotizar un solo SKU, revisamos el correo electrónico para confirmar dos cosas: la unidad (CFM o SCFM) y el caudal máximo real.

CFM vs SCFM: ¿por qué surge esta pregunta?

CFM flowmeter

La mayoría de los ingenieros de planta conocen la diferencia. Algunos equipos de compras no. Las cifras parecen similares sobre el papel, pero describen dos cosas muy distintas.

CFM (pies cúbicos por minuto) es el caudal volumétrico en condiciones de funcionamiento. Por lo tanto, a 8 bar y 25 °C, 1 CFM de aire comprimido equivale a un pie cúbico del gas comprimido real, no a su equivalente expandido.

SCFM (pies cúbicos estándar por minuto) es el mismo gas referenciado a condiciones estándar, generalmente 1 atm y 20 °C (algunas normas usan 0 °C o 15 °C, lo que genera confusión). A 8 bar manométricos, 900 SCFM equivalen aproximadamente a 100 CFM de flujo real, ya que el gas se ha comprimido unas 9 veces.

Si se dimensiona un medidor para "900 CFM" pero el cliente en realidad se refería a "900 SCFM", el medidor será de 8 a 9 veces más grande de lo necesario y las lecturas de bajo caudal estarán por debajo del límite inferior de velocidad del sensor de vórtice. Ese medidor marcará cero la mitad del tiempo. Hemos visto esto suceder muchas veces en las instalaciones de nuestros clientes, por lo que siempre preguntamos primero.

En este caso, el cliente confirmó el caudal (CFM) en condiciones de funcionamiento. Eso resuelve el problema del dimensionamiento.

¿Por qué DN150 (6") y no un medidor más pequeño?

6 inch compressed air flow meter

La tubería ya tenía 6 pulgadas. El cliente preguntó si podía usar un reductor para reducir el diámetro a DN100 (4 pulgadas) y así obtener mayor velocidad y mejor capacidad de regulación. Le desaconsejamos esta opción para aire comprimido en estas condiciones.

Esta es la explicación. Los medidores de vórtice funcionan desprendiendo vórtices de Karman de un cuerpo romo. La frecuencia del vórtice es lineal con la velocidad del flujo, pero solo por encima de una velocidad mínima. Para gases, ese límite inferior suele estar entre 4 y 5 m/s. Por debajo de eso, no hay vórtice estable ni señal. Por encima del límite superior (normalmente entre 60 y 70 m/s para gases) se produce ruido similar a la cavitación y la precisión disminuye.

A 8 bar y DN150, 300 CFM de aire comprimido se encuentran cómodamente dentro del rango lineal de un sensor de vórtice DN150. Usar DN100 acercaría demasiado el extremo superior al límite de velocidad y pondría en riesgo el medidor durante las sobretensiones del compresor. Mantener el medidor del tamaño de la tubería también evitó soldar un reductor en una tubería de acero con clasificación de presión, lo que en una instalación en EE. UU. implica trámites adicionales según la norma ASME.

La configuración que enviamos

Tras dos rondas de correos electrónicos para confirmar el rango de flujo y las unidades de lectura, el cliente solicitó una unidad con este código de modelo:

STLU-G-1-3-15-D-1-5-1-D1-N-1-0-BPT-M0

Desglosándolo:

• STLU: Medidor de flujo de vórtice de Silver Automation Instruments

· G: Tipo de vórtice de Karman aislado (aislado por gas)

· 1: Conexión de proceso con brida

· 3: El fluido es gas (aire comprimido)

· 15: DN150 / 6", rango de caudal de 190 a 3800 m³/h (cubre de 300 a 900 CFM del cliente con margen)

· D: Con indicador digital

· 1: Alimentación de 24 V CC

· 5: Salida Modbus RS-485

· 1: Temperatura estándar -40 a 250 °C

· D1: Brida DIN PN16 (coincide con el estándar de la planta)

· N: No a prueba de explosiones (línea de aire comprimido, sin Zona 1 a su alrededor)

· 1: Pantalla remota, cable de 15 m

· 0: Carcasa IP65

· BPT: Compensación de presión y temperatura integrada (fundamental para el aire comprimido, ya que la densidad del aire comprimido cambia con la presión y la temperatura de la línea).

· M0: Piezas húmedas de acero inoxidable 304

La opción BPT es importante. El aire comprimido no tiene una densidad fija. Si la presión de línea varía de 6 a 9 bares durante el día, el caudal másico también varía. La compensación de presión y temperatura integrada calcula el caudal másico en tiempo real y lo muestra como volumen estándar, de modo que el operario en planta ve un valor de CFM constante en el indicador.

Instalar y enviar comentarios

compressed air vortex flow meter customer review

El técnico instaló el sensor en un tramo horizontal con la tubería recta recomendada de 15D aguas arriba y 5D aguas abajo, y colocó la pantalla remota a la altura de los ojos en un panel cercano. El primer encendido proporcionó una lectura de CFM estable en ralentí, y la salida Modbus se integró sin problemas en su PLC.

Dos semanas después de la puesta en marcha, el cliente nos envió un breve mensaje: «¡Funciona a la perfección! ¡Gracias!». Junto con dos fotos de la instalación. Ese es el tipo de comentarios que nos gusta recibir.

Preguntas frecuentes

1. ¿Puede un caudalímetro de vórtice medir con precisión el aire comprimido a bajo caudal?

Sí, siempre que la velocidad real se mantenga por encima del límite inferior del sensor (entre 4 y 5 m/s para gases). Por debajo de este valor, la señal de vórtice es inestable. Dimensiona el medidor de forma que el caudal mínimo se sitúe al menos un 20 % por encima del umbral de velocidad inferior. Para un medidor DN150 en aire comprimido a 8 bar, esto sitúa el mínimo práctico entre 250 y 300 CFM.

2. ¿Necesito compensación de presión y temperatura para el aire comprimido?

Para cualquier aplicación que requiera caudal másico o volumen estándar, sí. La densidad del aire comprimido depende tanto de la presión como de la temperatura. Sin compensación, una caída de presión de 1 bar puede alterar la lectura entre un 12 y un 15 %. La compensación integrada (la opción BPT de nuestra serie STLU) gestiona esto dentro del transmisor.

3. ¿Qué señales de salida están disponibles?

4-20 mA (dos o tres hilos), pulsos, RS-485 Modbus RTU y HART. La elección depende de su sistema de control. Para PLC modernos, solemos recomendar RS-485 Modbus o HART, ya que transmiten temperatura, presión y caudal en un solo cable.

4. ¿Cuánto tarda el envío desde China?

Para una configuración estándar como la anterior, la producción tarda de 7 a 10 días hábiles después del pago. El envío aéreo DDP a Norteamérica tarda otros 7 a 10 días hábiles. Por lo tanto, calcule aproximadamente tres semanas para el envío puerta a puerta. El envío EXW Shanghai es más rápido si usted se encarga del transporte.

5. ¿Puede la pantalla mostrar la lectura directamente en CFM o SCFM en lugar de m³/h?

Sí. Especifique la unidad al realizar el pedido y configuraremos el transmisor antes del envío. También es posible cambiar entre CFM, SCFM, m³/h, kg/h y Nm³/h después de la entrega a través del menú en la pantalla local o mediante Modbus.

Envíanos tus números

Si dispone de una línea de aire comprimido y necesita un presupuesto para un medidor de vórtice, envíenos:

• Tamaño de la tubería (pulgadas o DN)

• Caudal máximo y mínimo, con la unidad claramente indicada (CFM, SCFM, m³/h o Nm³/h)

• Presión de funcionamiento (bar o psi)

• Temperatura de funcionamiento (°C o °F)

• Señal de salida requerida (4-20 mA, Modbus, HART)

• Fuente de alimentación (24 V CC o 220 V CA)

· Clasificación de área peligrosa, si la hubiera (Zona ATEX, IECEx o ninguna)

Le enviaremos el código del modelo, el precio y el costo de envío DDP a su país, generalmente en un plazo de un día hábil. Consulte nuestra gama de caudalímetros de vórtice STLU para conocer todas las opciones de configuración.

Dejar un mensaje Envíenos un correo electrónico

nos pondremos en contacto con usted en 24 horas..