Qu'est-ce qu'un débitmètre à vortex ?
A débitmètre à vortexIl s'agit d'un dispositif installé dans un système de traitement des fluides pour détecter les vortex générés lorsqu'un fluide contourne un obstacle. Il est largement utilisé dans le traitement des gaz, des liquides et de la vapeur pour la mesure des débits afin d'améliorer l'efficacité de la production et l'allocation des ressources.
Principe de fonctionnement d'un débitmètre à vortex
Des tourbillons se détachent alternativement de chaque côté du corps non profilé lorsqu'un fluide le traverse. Les variations de pression ainsi générées sont directement proportionnelles à la vitesse d'écoulement. La fréquence de détachement des tourbillons est mesurée afin de calculer le débit. Cette fréquence est ensuite convertie en un signal permettant une mesure précise du débit volumique ou massique pour les liquides, les gaz et la vapeur.
Conception structurelle des débitmètres à vortex
L'acier inoxydable 316 ou l'Hastelloy est le matériau principal utilisé pour la fabrication d'un débitmètre classique, comprenant un corps massif, un capteur à vortex assemblé et l'électronique de transmission.débitmètre à vortexest disponible avec des brides de 1/2 po à 12 po. De plus, le coût d'installation d'uncompteur de détachement de vortexest plus compétitif que celui des débitmètres à orifice de moins de six pouces.
Les dimensions et les formes du corps non profilé, telles que carrées et rectangulaires, ont fait l'objet d'expérimentations afin d'obtenir les effets souhaités. Les résultats expérimentaux indiquent que la linéarité et la sensibilité au profil de vitesse varient légèrement selon la forme du corps non profilé. Ce dernier doit représenter une fraction suffisamment importante du diamètre du tuyau pour que l'écoulement dans son intégralité participe au décollement. Quel que soit le débit, les arêtes saillantes sur la face amont sont indispensables pour créer des lignes de décollement.
Actuellement, la plupart des débitmètres à vortex intègrent des capteurs piézoélectriques ou capacitifs pour mesurer l'oscillation de pression à proximité du corps non profilé. Ces capteurs génèrent un signal basse tension en réponse à l'oscillation de pression. Ces signaux ont la même fréquence que l'oscillation. Modulaires et peu coûteux, ces capteurs sont facilement remplaçables et adaptables à une large plage de températures, des liquides cryogéniques à la vapeur surchauffée.
Pourquoi choisir des débitmètres à vortex ?
L'absence de pièces mobiles garantit la durabilité, la réduction des coûts de maintenance et la fiabilité à long terme des systèmes de traitement. Ces débitmètres excellent également dans la mesure précise d'une grande variété de fluides, même dans des conditions de température et de pression très variables. Grâce à leur multifonctionnalité et à leurs performances exceptionnelles en matière de précision et de répétabilité des mesures, ils constituent la solution idéale pour les industries exigeantes. La réduction des coûts d'exploitation et la facilité d'installation sont deux autres atouts qui en font la solution de choix.
Précision et portée
La plage de mesure des débitmètres à vortex diminue lorsque la viscosité augmente, le nombre de Reynolds diminuant avec l'accroissement de la viscosité. La viscosité maximale admissible se situe entre 8 et 30 centipoises. Si le débitmètre à vortex est correctement dimensionné pour l'application, on peut espérer une plage de mesure supérieure à 20:1 pour les gaz et la vapeur, et supérieure à 10:1 pour les fluides à faible viscosité.
L'imprécision des débitmètres à vortex varie en fonction du nombre de Reynolds. Pour la plupart des débitmètres à vortex, cette imprécision se situe entre 0,5 % et 1 %, mais elle peut atteindre 10 % pour un nombre de Reynolds inférieur à 10 000. Un débitmètre à vortex possède un seuil de coupure pour les indications à des débits proches de zéro. La sortie du débitmètre est bloquée à zéro lorsque le nombre de Reynolds est inférieur ou égal à 10 000. Il n'y a aucun problème si le débit minimal à mesurer est deux fois supérieur au seuil de coupure. Les faibles débits ne peuvent être mesurés avec précision lors des phases de démarrage, d'arrêt et autres perturbations, en raison de la plage de mesure limitée.
Optimiser l'efficacité et réduire les coûts
Grâce à une mesure précise du débit, les opérateurs peuvent ajuster et optimiser le flux de liquides, de gaz ou de vapeur circulant dans le système de traitement. L'efficacité de l'allocation est ainsi améliorée et la consommation d'énergie réduite. En définitive, l'intégration de ces débitmètres dans les systèmes d'automatisation contribue à l'amélioration continue des performances opérationnelles, à la réduction des temps d'arrêt et à l'augmentation de la productivité globale.
Limites du débitmètre à vortex
Les débitmètres à vortex ne sont généralement pas adaptés aux procédés par lots ou à flux intermittent en raison de leurs performances limitées à faibles débits. En particulier, le débit de goutte à goutte des stations de dosage peut être inférieur au seuil minimal du nombre de Reynolds du débitmètre à vortex, ce qui entraîne des imprécisions. Plus la taille totale du lot diminue, plus la probabilité d'erreurs de mesure augmente, rendant le débitmètre moins fiable pour ces applications. Il est donc important de choisir un débitmètre capable de gérer le profil de débit spécifique requis pour ces opérations afin d'éviter des erreurs importantes.
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Date de publication : 16 octobre 2024
