Els cabalímetres d’àrea variable són la millor opció quan la nostra aplicació és senzilla i necessitem una solució econòmica. Coneix per què és així.
“Cabalímetres d’àrea variable,
perquè a vegades el més complex
no és el més útil”
Imaginem que tenim una aplicació en la que necessitem obtenir únicament una indicació de cabal, on un equip mecànic ja ens aniria bé, no necessitem cap tipus d’indicador o transmissor electrònic (encara que si ho necessitéssim podríem incorporar-lo) i a més busquem una solució econòmica.
Aquest és el cabalímetre d’àrea variable!
Els cabalímetres d’àrea variable també es coneixen com a “rotàmetres”. Es tracta de mesuradors de cabal simples però eficaços pel mesurament de cabals de líquids, gasos o vapor.
Principi de funcionament:
Aquest tipus de cabalímetres consta de tub de mesura cònic graduat en posició vertical. El fluid circula a través del tub elevant al flotador fins a una posició amb prou àrea lliure per permetre el pas del flux. Aquesta àrea lliure està relacionada amb el cabal circulant, el pes del flotador i la densitat i viscositat del fluid.
La pèrdua de càrrega en el cabalímetre resta constant per a tot el rang de cabal, ja que està relacionada amb la densitat del fluid i el pes i dimensions del flotador. La indicació de cabal s’obté en augmentar l’àrea de flux quan el cabal augmenta.
D’aquí el nom d’ “Àrea variable”.
Principi de funcionament en els models de
tub de plàstic i tub de vidre
Af = Àrea del flotador
Ac = Àrea del tub
Pf = Pes del flotador
E = Empenta del fluid
Àrea lliure : Al = Ac-Af
Cada posició del flotador correspon a un cabal que es reflecteix mitjançant escales equivalents gravades directament en el tub de mesura.
El que marca la variació d’àrea és la conicitat del tub.
Ara bé, hi ha una petita diferència quan el tub de mesura és metàl·lic (una mica més endavant expliquem aquest tema dels materials del tub de mesura):
En aquest cas el sistema de mesura consisteix en un orifici calibrat i és el flotador el que és cònic. L’empenta del fluid en circular de baix a dalt desplaça el flotador fins que aquest arriba a un punt d’equilibri:
Principi de funcionament en
els models de tub metàl.lic
El punt d’equilibri en el qual el flotador es manté depèn de diversos factors:
E = Empenta del fluid
Pf = Pes del flotador
Àrea lliure de pas : Al = Ao – Af
On:
Ao =Àrea de l’obturador
Af = Àrea del flotador
En aquest cas el que marca la variació d’àrea és la conicitat del flotador.
Cada posició del flotador representa una àrea entre el flotador i l’orifici. Aquesta àrea correspon a un cabal concret que es reflecteix mitjançant les escales equivalents gravades directament en el tub de mesura.
Exemple de diferents escales i flotadors per a diferents cabals i fluids de la sèrie 2000
Exemple de diferents escales i tubs de plàstic de la sèrie PS
Exemple d’escales i tubs de vidre de la sèrie 6000
Tubs de mesurament de diferents materials
El tub de mesurament dels cabalímetres d’àrea variable pot ser de diferents materials:
Tub de plàstic. Aquest tipus de material permet llegir directament el cabal si el fluid és transparent, ja que si no, no podríem veure el flotador i per tant no podríem fer la lectura.
Tub de vidre. Igual que els tubs de plàstic tècnic permet llegir directament el cabal en el cas que el fluid sigui transparent.
Tub metàl·lic. En aquest tipus de tub no és possible fer una lectura visual directa del cabal pel que és necessari que la posició del flotador sigui transmesa mitjançant acoblament magnètic a una escala que es trobi a l’interior d’una caixa indicadora muntada al costat del tub de mesura.
El material de la resta de components; parts en contacte amb el fluid, flotador, juntes … es fabrica també en diferents materials depenent de la compatibilitat química amb el fluid que anem a mesurar i les condicions de procés.
Quan utilitzar un o altre?
Tub de plàstic
És l’opció més econòmica. Més lleuger i amb una major resistència a la temperatura que el tub de vidre.
Cabalímetres d’àrea variable Sèrie PS
Tub de vidre
Disposa d’una muntura de protecció que envolta el tub. Sol ser per a petits cabals encara que hi ha models disponibles per a grans cabals. Té una precisió major i millor resistència química que l’opció de plàstic tècnic. Per contra el seu cost és més elevat.
Cabalímetres d’àrea variable Sèrie 2000 i Sèrie 6000
Tub metàl.lic
Permeten la lectura de cabal de líquids tèrbols i opacs. Són més resistents química i mecànicament pel que fa a pressió i temperatura i també més segurs contra incidents. Són els que disposen d’un rang de mesurament de cabal major i de millors opcions electròniques que les altres opcions. La sèrie SC250 es pot fabricar totalment en plàstic per a aplicacions especials. Per contra, és l’opció menys econòmica.
Cabalímetres d’àrea variable Sèrie SC250 i Sèrie M21
Pràcticament totes les sèries de Tecfluid disposen d’alguna opció d’automatismes regulables (reed, inductiu, microrruptor) i transmissors depenent de la sèrie que triem. Parlem sobre ells en aquest nou article.
També pots veure com es graven els tubs de vidre per als cabalímetres d’àrea variable amb aquest tipus de tub, on incloem un vídeo perquè puguis fer-te una bona idea.
Avantatges i inconvenients dels cabalímetres d’àrea variable
Avantatges:
Podem utilitzar-los tant per a aplicacions de líquids com de gasos o vapor.
El seu disseny és simple i per això són econòmics.
Són lleugers (aquest punt depèn del tub de mesura)
No requereixen de fonts d’alimentació.
La lectura de cabal es pot realitzar fàcilment a peu d’instal·lació.
Baixes pèrdues de càrrega.
Inconvenients:
La seva precisió no és molt alta.
Requereixen un calibratge específic per a cada fluid.
Normalment no disposen de funció de totalització (encara que amb diferents convertidors electrònics aquesta funció ja està disponible en els instruments de Tecfluid).
El cabalímetre s’ha d’instal·lar en una canonada vertical amb circulació ascendent del cabal, tot i que en l’opció de tub de mesurament metàl·lic també hi ha opcions per a canonada vertical amb flux descendent i horitzontal.
Aplicacions
Pel seu baix cost, els cabalímetres d’àrea variable són un dels tipus més utilitzats en la indústria, demostrant moltes vegades que són una de les solucions més vàlides per a aplicacions de baix cabal.
Són també molt utilitzats com a simples reguladors de cabal a l’afegir una vàlvula manual de regulació integrada en el cos del cabalímetre. D’aquesta forma és bastant senzill regular processos no automatitzats.
Sèrie 2000 amb vàlvula de regulació
Sèrie M21 amb vàlvula de regulació
Sectors tan dispars com tractament i depuració d’aigües, processos de gasos, control i mesura en maquinària, laboratoris de control i investigació, refrigeració industrial i de procés, indústries químic-farmacèutiques i cosmètiques … utilitzen cabalímetres d’àrea variable fins i tot com a control d’emergència en cas de fallades en el subministrament elèctric.
“Els cabalímetres d’àrea variable són uns dels tipus més utilitzats en la indústria”
… I fins aquí hem arribat avui. Esperem haver aclarit algunes de les teves dubtes, sinó ja saps que pots contactar amb nosaltres a través del tècnic-comercial de Tecfluid amb el que tractes habitualment o bé directament al nostre correu electrònic o telèfon.
