O elemento principal dos medidores de vazão de turbina consiste em um rotor de várias pás ou uma hélice montada em um eixo com rolamentos e suportes de centragem, para que ele gire livremente no fluxo de fluxo. O diâmetro do rotor é um pouco menor que o diâmetro interno da câmara de medição e sua velocidade de rotação é proporcional à vazão volumétrica.
A velocidade de rotação da turbina é detectada usando uma bobina de captação, montada na parte externa do tubo, que conta os pulsos, conforme mostrado na figura principal deste artigo.
Como os medidores de vazão de turbina consistem em várias partes móveis, devemos observar alguns fatores que influenciam a medição:
- Temperatura, pressão e viscosidade do fluido a ser medido,
- Propriedades lubrificantes do fluido,
- Desgaste e atrito do rolamento,
- Mudanças no estado e nas dimensões dos paletes,
- Perfil da velocidade de entrada e dos efeitos do turbilhão, e
- Queda de pressão no medidor.
o medidores de fluxo rotativos de derivação de derivação eles consistem em uma placa de orifício dimensionada para fornecer restrição suficiente para uma porção do fluxo principal através de um circuito paralelo. A velocidade de rotação da turbina pode ser calculada como explicado acima. Atualmente, ainda existem muitas unidades antigas que possuem uma saída mecânica, como mostrado na figura anterior.
Obviamente, o atrito entre o eixo da turbina e o terminal de vedação pode ser importante nesse arranjo mecânico.
Vantagens dos medidores de vazão de turbina
- Uma faixa de 10: 1 pode ser alcançada em uma boa instalação e com os rolamentos da turbina em boas condições.
- Precisão razoável (± 0,5% do valor real).
- o medidores de vazão rotativos de derivação Eles são relativamente baixos.
Desvantagens dos medidores de vazão de turbinas
- Normalmente, eles são calibrados para uma pressão de linha específica; qualquer variação na pressão de vapor pode produzir leituras que não são precisas, a menos que um pacote de compensação de densidade seja incluído.
- Os endireitadores de fluxo são essenciais.
- Se o fluxo variar, a turbina poderá girar mais ou menos do que deveria, resultando em leituras imprecisas devido ao tempo de atraso.
- O vapor úmido pode danificar a turbina e afetar a precisão.
- Taxas de fluxo baixas podem ser perdidas por não haver energia suficiente para girar a turbina.
- Sensibilidade à viscosidade: se a viscosidade do fluido aumentar, a resposta com baixas taxas de fluxo se deteriora, proporcionando uma relação não linear entre a taxa de fluxo e a velocidade de rotação. Existem programas de computador que reduzem esse efeito.
- O fluido deve estar muito limpo (tamanho de partícula menor que 100 mm) porque:
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- Há muito pouco espaço livre entre a roda da turbina e a parede do tubo.
- Sujeira arrastada pode danificar a turbina e alterar seu desempenho.
- A sujeira arrastada acelera o desgaste do rolamento e afeta a precisão, especialmente em vazões baixas.
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Aplicações típicas de medidores de vazão de turbinas
- Vapor reaquecido
- Medição de vazão de líquidos, especialmente fluidos com propriedades lubrificantes. Como em quase todos os líquidos, deve-se tomar cuidado especial para remover o ar e os gases antes de iniciar a medição.
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