Flussometro Olio Idraulico: Funzionamento e Applicazioni
I campi di applicazione dei flussometri spaziano dalle misure delle utenze domestiche alle misurazioni e ai controlli industriali e di laboratorio.
L’utilizzo più noto, ma non per questo il più diffuso, è relativo alla misurazione del consumo idrico o del consumo di gas di un’utenza: i comuni contatori dell'acqua o del gas metano includono necessariamente un flussometro, che viene integrato da un convertitore volumetrico per trasformare i metri cubi geometrici in metri cubi standard nel caso della misura del consumo di gas metano.
In realtà, i flussometri industriali hanno ben altre e più importanti applicazioni, tra cui:
- Misure di portata nell’industria chimica
- Misure di flusso e portata nell’industria alimentare
- Applicazioni nel settore della produzione di energia
- Misure di flusso nel settore farmaceutico
- Misure di portata nel trattamento delle acque reflue
- Applicazioni nella rete di distribuzione dell’acqua potabile
- Misure di flusso di biogas da discariche per impianti di cogenerazione
Applicazioni Specifiche dei Flussometri
Nell’industria chimica, i flussometri a induzione magnetica o a ultrasuoni vengono impiegati con successo per misure di portata di acidi corrosivi, perché non necessitano di contatto con il fluido; di conseguenza, oltre a non essere esposti direttamente a tali sostanze, i misuratori non richiedono nemmeno l’arresto del processo per l’installazione o la manutenzione.
I misuratori di portata vengono utilizzati nell'industria alimentare e delle bevande per determinare l'esatta concentrazione di amido durante la rimozione dell’acqua dalla sospensione di amido di frumento nelle centrifughe e per dosare acqua e zucchero liquido nella produzione del pane, per misurare con precisione la quantità di vapore nei processi automatizzati dei birrifici, per determinare la concentrazione di CO2 delle bevande analcoliche e per misurare il contenuto di liquido rispetto alla polpa nella produzione dei succhi di frutta.
Nel settore farmaceutico, le misure di flusso durante la produzione di medicinali liquidi devono rispettare le stringenti normative del settore sanitario relative alla contaminazione da contatto: l’impiego di flussometri a ultrasuoni elimina qualsiasi contatto con le sostanze del processo, quindi annulla il rischio di contaminazione.
Tipologie di Flussometri
Oltre al flussometro a sezione variabile, i flussometri principali e più diffusi si possono riassumere in:
- Flussometri a turbina
- Flussometri a induzione magnetica
- Flussometri a ultrasuoni
Il tipo più comune è rappresentato dai flussometri a turbina. In questi misuratori, il flusso di fluido passa attraverso un elemento a turbina che ruota a una velocità proporzionale alla portata ed è collegato a un indicatore su un quadrante.
Flussometri Vortex
Grazie a sensori aggiuntivi, integrati o comunque connessi allo strumento, specifici per la misura della Temperatura e/o della Pressione, il vortex meter restituisce anche la portata massica compensata molto comoda ad esempio per la misura del vapore prodotto o consumato. Questo tipo di misuratore di portata non avendo parti in movimento non presenta operazioni di manutenzione da calendarizzarsi a parte settaggi e calibrazioni specifiche.
Questo fenomeno, anche senza conscerlo, lo osserviamo in modo inconsapevole quando vediamo la nostra bandiera che garrisce al vento, svolazzando a destra e sinistra, dove il corpo tozzo cilindrico è l’asta della bandiera che con il vento genera dei vortici alternativamente sui lati destro e sinistro della stoffa del tricolore.
Dove F frequenza , St numero adimensionale di Strouhal, V velocità del flusso e d larghezza della shedder bar.
Ma cosa ci serve il Numero di Reynolds?
Dove ρ densità del fluido, V velocità del flusso , D diametro interno e μ viscosità cinematica.
Questo numero adimensionale tra le altre cose ci informa del Regime del Moto, se laminare, se turbolento oppure se in fase transitoria e nel nostro Processo aumenta di valore passando dalla portata minima alla massima all’interno del tubo oggetto di misura.
Come detto precedentemente la frequenza dei vortici è direttamente proporzionale alla velocità del flusso e quindi alla portata volumetrica ed è indipendente dalla densità, dalla viscosità o dalla conducibilità…quello che importa è che il fluido sia in regime di moto turbolento.
Cioè il numero di Strouhal dipende dalla Frequenza, dalle dimensioni della barra/corpo inserito nel meter e dalla velocità.
Per determinare quindi K il costruttore utilizza un circuito di calibrazione ad acqua in un proprio laboratorio o laboratorio terzo.
Perchè si usa l’acqua e non il vapore se nell’impianto misurerò il vapore o perchè non calibro con il metano se appunto dovrò misurare la portata di metano?
Perchè grazie al concetto di Similitudine Idraulica, il Costruttore può utilizzare l’acqua al posto di vapore, aria o metano purchè sia in grado di avere una portata tale nel suo circuito che riesca a generare un insieme di numeri di Reynolds che copra il range dei numeri di Reynolds della reale portata di aria/vapore/metano che il misuratore di portata leggerà in impianto.
La presenza di vibrazioni disturba la qualità della misura del vortex meter: come visto la portata viene calcolata tramite dei sensori che in modo accurato misurano i vortici, va da sè che la presenza di forti vibrazioni della tubazione implichi un deterioramento della ripetibilità della misura.
In particolare si faccia attenzione al consueto sottodimensionamento del DN del corpo del misuratore, con la diminuizione della sezione di passaggio infatti a pari portata la velocità aumenta e di molto così come le vibrazioni.
Le dimensioni del corpo flangiato sono limitate mediamente da 1/2″ a DN 12″ / 300 mm quindi non sono coperte le tubazioni medio-grandi del processo, questo per 2 motivi diversi.
Il primo, squisitamente tecnico, ci ricorda che la frequenza dei vortici è basata sulla dimensione dello strumento: la frequenza dei vortici è inversamente proporzionale alla grandezza del misuratore cioè più è grande il DN dello strumento e meno frequentemente genera i vortici quindi sono generati meno impulsi per unità di volume (ed in più seguono anche una legge cubica) e la misura di portata diventa instabile.
La necessità di diametri monte valle per la sua installazione infatti questa tecnologia di misura della portata a vortici ha estremo bisogno di un fluido non solo in regime di moto turbolento ma anche con un profilo di velocità senza deformazioni residue dovute alla presenza di curve, valvole o manifold.
Valvole Oleodinamiche
Approfondiamo le differenti tipologie di valvole oleodinamiche utilizzate sia per la regolazione che la distribuzione dell’energia. La trasformazione dell’energia avviene attraverso una pompa che va a regolare la velocità del fluido trasformando l’energia meccanica in energia idraulica.
La pompa avrà il compito di tutelare la tenuta tra la mandata e l’aspirazione. Le valvole regolatrici, per esempio, determinano quantità costanti di portata rendendo possibile la regolazione delle velocità, attraverso l’impostazione dei valori, ad es.
Le valvole regolatrici di portata sono dispositivi quindi utilizzati per regolare il flusso all'interno di un impianto oleodinamico, ridurre o aumentare una qualsiasi portata a valori desiderati.
Il regolatore di flusso più diffuso e semplice è quello bidirezionale che controlla i flussi in pratica in entrambe le direzioni. Il regolatore di flusso in oleodinamica nella sua versione più semplice è costituito da un restringimento a sezione fissa.
Quando in oleodinamica si ha l’esigenza quindi di far circolare il flusso solo in una direzione sono utilizzate le valvole regolatrici unidirezionali. Vi sono poi le valvole oleodinamiche regolatrici CETOP il cui sistema di “normalizzazione”, fissa gli standard dimensionali per la Pneumatica e l'Oleoidraulica.
Le valvole bidirezionali CETOP a piastra prodotte da Tognella permettono per esempio un’ottima resa nella regolazione del flusso in entrambi i sensi. Esse si presentano dotate di uno spillo che se adeguatamente configurato consente di ottenere grande linearità di flusso nell’apertura e una regolazione impeccabile e accurata sulla portata caratteristica.
Questo avviene per la presenza del doppio sistema decimale presente sulla manopola e grazie ad un anello metallico con scala numerica graduata che permette di individuare, con velocità agli addetti al settore, le condizioni di flusso e pressione. Tognella propone da più di 60 anni un supporto di qualità all’industria oleodinamica e agli addetti al controllo e alla regolazione delle portate.
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