Efecto del título de vapor en los medidores de caudal que miden la presión diferencial

Como hemos dicho en artículos anteriores sobre errores de los medidores de caudal de presión diferencial, el caudal másico (qm) será proporcional a la raíz cuadrada de la densidad (ρ), y la densidad está relacionada con el título de vapor. Los cambios en el título de vapor tendrán un efecto sobre el caudal indicado por el medidor de caudal.

La siguiente ecuación se puede utilizar para determinar la relación entre el caudal real y el caudal indicado:

Todos los tipos de medidores de caudal de vapor se calibran para leer a un título de vapor (c) predeterminado, el valor típico es 1. Algunos medidores de caudal de vapor puede recalibrarse para adaptarse a las condiciones reales.

Ejemplo del efecto del título de vapor en los medidores de caudal

Usando los datos del ejemplo utilizado en el artículo medidores de presión diferencial para sistemas de vapor, determinar el porcentaje de error si el título de vapor real es de 0,95 en vez del valor de la calibración de 1,0 y el medidor de caudal está indicando un caudal de 1 kg/s.

Por lo tanto, el signo negativo indica que el caudal está leyendo un 2,46% por debajo. La ecuación anterior se usa para compilar el gráfico de la siguiente figura:

El efecto del título de vapor en los medidores de caudal Vortex

Se puede debatir que el título de vapor, dentro de unos límites, no tiene importancia porque: Los medidores de caudal Vortex miden velocidad. El volumen de agua en el vapor con un título de vapor de, por ejemplo, 0,95 en proporción al vapor es muy pequeño.

Lo que hay que medir es la condensación del vapor seco. Sin embargo, investigaciones independientes han demostrado que las gotas de agua impactando en el obstáculo vertical causarán errores.

Conclusiones

Una medición de caudal precisa depende de:

• Tener en cuenta las variaciones de presión. La presión varia en todo sistema de vapor y es claramente inútil especificar un medidor de caudal con una precisión de ± 2% si las variaciones de presión por sí solas pueden dar errores de ± 10%. El conjunto de medición de caudal de vapor debe incluir compensación de densidad.

• Título de vapor predecible. Medir el título de vapor es muy complejo; una opción mucho más fácil y mejor es instalar un separador de gotas delante de cualquier medidor de caudal de vapor. De esta manera se asegura que el título de vapor esté siempre cerca de 1,0, con independencia del estado del vapor suministrado

Vapor recalentado

Con el vapor recalentado siempre hay una relación entre la presión y la temperatura del vapor. Las tablas de vapor muestran información detallada de esta correlación. Para aplicar la compensación de densidad en vapor saturado, solo hay que detectar la temperatura o presión del vapor para determinar la densidad (r). Esta señal se puede transmitir a un procesador de caudal junto con la señal de caudal que, si tiene un algoritmo de las tablas de vapor, realizará todos los cálculos del caudal másico.

Pero, el vapor recalentado está muy próximo a ser un gas y no existe relación entre temperatura y presión. Cuando se mide caudales de vapor recalentado, hay que medir simultáneamente la presión y la temperatura del vapor. La instrumentación del medidor de caudal debe tener el software de tablas de vapor necesario para calcular las condiciones del vapor recalentado para poder proporcionar los datos correctos.

Si el medidor de caudal es del tipo de presión diferencial que no posee dicha instrumentación, la medición de caudal siempre mostrará un error cuando haya vapor recalentado. La siguiente tabla nos muestra el porcentaje de error para varios grados de recalentamiento para los medidores que no tienen compensación de temperatura.

Ejemplo de vapor recalentado

Consideremos un medidor de caudal de vapor con dispositivos lectura de la presión, pero sin equipo de lectura de la temperatura. El medidor de caudal está leyendo vapor saturado a su correspondiente temperatura. Con el vapor recalentado a una presión de 4 bar r y 10°C de recalentamiento pasando por el medidor, determinar el caudal real, si el medidor de caudal muestra un caudal de 250 kg/h.

Se puede utilizar la siguiente ecuación para calcular el valor real desde el valor mostrado.

Con vapor a una presión de línea de 4 bar r y 10°C de recalentamiento, el valor que indica el medidor de caudal será 14,5 % mayor que el valor real. Por ejemplo, si un display muestra 250 kg/h con las condiciones mencionadas anteriormente, entonces el caudal real será:

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