Caudalímetro tipo turbina Información Distribución y venta 2026

CAUDALÍMETRO TIPO TURBINA

Un mecanismo turbo es una estructura que mide el volumen de un líquido o gas que fluye a través de una tubería y permite que un impulsor con 8 a 20 palas gire libremente alrededor de su eje. Un instrumento de medición que aplica este mecanismo turbo se denomina caudalímetro de turbina (turbine meter) o caudalímetro tipo impulsor.

Partes principales del caudalímetro de Turbina

·       Convertidor

La señal de voltaje de la toma electromagnética es amplificada pon un traductor y transmitida al receptor a través de cable.

·       Captación

Extrae la rotación del rotor proporcional al flujo de corriente o voltaje

·       Rotor

La cuchilla del botón tiene una superficie helicoidal ideal y proporciona características extremadamente estables. La punta de las cuchillas se fija mediante un envoltorio en tablas medianas y grandes, lo que aumenta la rigidez rotacional y permite medir con alta precisión en rangos de números de Reynolds bajos. También funciona para aumentar la frecuencia de transmisión.

·       Soporte frontal

El soporte frontal tiene una acción de ratificación y al mismo tiempo hace que el rotor gire de manera eficiente.

·       Apoyo trasero

Unidad de soporte trasero también  sirve como una placa rectificadora.

·       Ejes y rodamientos

Se tiene en cuenta la resistencia a la corrosión y la resistencia al desgaste, las turbinas pequeñas usan aleación de carbono y las turbinas medianas y grandes usan acero inoxidable con aleación de carbono para aumentar la durabilidad. Además, se adopta el sistema de equilibrio hidráulico para eliminar la resistencia de empuje en los rodamientos.

·       Cuerpo principal

El cuerpo principal está hecho de acero inoxidable, por lo que tiene excelente resistencia ala corrosión y suficiente resistencia para soportar la presión.

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Visión general

Hay dos tipos de métodos para hacer girar un impulsor con un fluido: el tipo de flujo axial, en el que el flujo se aplica perpendicular a la superficie giratoria del impulsor, y el tipo de flujo tangencial, en el que el flujo se aplica paralelo a la superficie giratoria. El número de rotaciones del impulsor es proporcional al caudal volumétrico, y la velocidad de rotación es proporcional al caudal instantáneo. El tipo de flujo tangencial es similar al tipo de desplazamiento positivo, pero el tipo de desplazamiento positivo minimiza las fugas al minimizar el espacio entre el rotor y la pared del canal. Por otro lado, el tipo de impulsor no se preocupa por las fugas y, a medida que aumenta el diámetro, parte del flujo hace girar el impulsor, como se muestra en la siguiente figura.

Mecanismo para captar el movimiento del impulsor

·       Mecanismos mecánicos

Como se muestra en la figura a continuación, el tipo mecánico usa un mecanismo de transmisión mecánica para extraer el movimiento del impulsor hacia el exterior para impulsar un acumulador, y se usa en medidores de agua grandes y similares.

·       Mecanismo magnético

Consiste en «imán», «bobina de detección», «impulsor magnético» y «cuerpo no magnético». Cada vez que el impulsor pasa frente a la bobina de detección, el cambio en el flujo magnético hace que la bobina de detección genere un voltaje de pulso señal. Si el impulsor no es magnético, se incrusta un pequeño imán en la punta de la hoja.

 

Tipos de caudalímetro de Turbina según el fluido

·       Caudalímetro de turbina para líquido

El cuerpo es un cilindro exterior cilíndrico corto. En su núcleo hay una parte (estator) para soportar un eje o cojinete para que gire el impulsor. Esta parte suele estar ubicada antes y después del impulsor. Además, esta parte está soportada por 3 a 4 puntales en forma de placa o tubos de pared delgada que se extienden radialmente en el interior del cuerpo principal (soportes). Estos soportes también actúan como rectificadores de caudal dentro del caudalímetro.

El diámetro exterior del impulsor está diseñado para ser lo suficientemente grande dentro del cuerpo principal para que la inclinación (ángulo de montaje) y el ancho del impulsor bloqueen casi por completo el paso del fluido. Los impulsores están hechos para girar con extrema libertad sobre manguitos o cojinetes de bolas.

Sin embargo, el cojinete recibe la fuerza propulsora (empuje) generada por el fluido que golpea las palas y aumenta la resistencia rotacional. Para reducir este fenómeno, se utiliza un método llamado balance hidráulico para la forma y estructura del impulsor y el estator. Con este método, el impulsor no aumenta la resistencia rotacional incluso si aumenta la velocidad del flujo.

Las palas del impulsor están hechas de acero inoxidable magnético. Cada vez que la veleta pasa por debajo de la bobina captadora, cambia la densidad de flujo magnético de la bobina, induciendo una señal alterna. El acero inoxidable no magnético se utiliza como material del cilindro exterior para que el flujo magnético pueda pasar libremente. El preamplificador amplifica y da forma a la señal de CA y la convierte en una señal de pulso.

Además, para detectar pulsos falsos generados por interferencias eléctricas recibidas por la fuente de alimentación o la línea de transmisión de pulsos, etc., y fallas en los detectores, etc., se pueden instalar dos o tres detectores para tomar medidas contra el ruido.

·       Caudalímetro de turbina para gas

Los caudalímetros de turbina para gases también funcionan con el mismo principio de medición que para líquidos. Sin embargo, dado que la energía cinética del flujo de gas dentro de la tubería es relativamente pequeña, la diferencia en la forma interna es importante en comparación con la de los líquidos.

Como se muestra en la figura, tiene un impulsor con un cubo grande (parte central) en el centro, y los estatores delantero y trasero también son grandes en consecuencia. Esto es para que el flujo de gas se acelere a medida que pasa por el medidor de flujo. Esto es para concentrar la energía cinética del gas en la periferia exterior del impulsor y generar un par de rotación tan grande como sea posible. Además, los cojinetes están hechos para girar en gases durante largos períodos de tiempo con muy poca fricción. Los cojinetes de aire se utilizan a veces para gases que contienen mucho polvo y niebla, como los gases de combustión de las chimeneas.

Ventajas de caudalímetro tipo Turbina

·       Alta precisión

Los caudalímetros de turbina pueden medir con una alta precisión de 0,5 %RD a 0,2 %RD si se observan las condiciones de instalación y no se descuida el mantenimiento (la precisión del tipo de impulsor es de aproximadamente 2 %FS a 5 %FS). Sin embargo, dado que no se requiere que los medidores de agua y los medidores de flujo de agua de riego tengan una precisión tan alta, el valor indicado es generalmente alrededor del 2% RD incluso para riego axial.

·       Se puede medir fluido de baja viscosidad

En los caudalímetros de desplazamiento positivo, cuanto mayor sea la viscosidad del fluido, mayor será el rango de medida del caudal, mientras que los caudalímetros de turbina hacen lo contrario: cuanto menor sea la viscosidad, mayor será el rango de medida del caudal.

·       Compacto y liviano

Los componentes básicos son solo el impulsor y el cojinete, por lo que todo el sistema es compacto y liviano. Además, la pérdida de presión es relativamente pequeña y se puede hacer fluir un gran caudal a pesar del diámetro. Puede ver claramente la diferencia en comparación con el tipo volumétrico, que también es capaz de realizar mediciones de alta precisión.

·       Postura de instalación libre

Dado que todo el sistema es compacto y liviano, y en principio no existen restricciones como el tipo de área, se puede instalar en forma horizontal, vertical o diagonal.

·       Puedes ver el movimiento de las alas

Algunos caudalímetros de tipo impulsor tienen una ventana transparente para que se pueda ver el movimiento del impulsor. En este caso, incluso si falla el sistema de señalización, la presencia o ausencia de flujo se puede monitorear en el sitio.

Desventajas de caudalímetro tipo Turbina

·       Restricciones en el fluido de medición

Los caudalímetros de turbina y los caudalímetros de impulsor miden principalmente líquidos. Los líquidos con propiedades lubricantes como el petróleo son ideales para la medición. Los caudalímetros de turbina para gases existen solo como productos especiales porque es difícil lubricar los cojinetes que soportan el impulsor. El vapor y la suspensión no se pueden medir.

·       Desgaste del cojinete

La mayor debilidad en este tipo de medidor de flujo es el desgaste de los rodamientos. Al igual que las llantas de su automóvil, se desgastan y finalmente llegan al final de su vida útil. En el caso de un medidor de agua, para el cual el objeto a medir es fijo, la vida útil del rodamiento se puede predecir de antemano, no puedo decidir. Especialmente para la medición de alta precisión, la inspección periódica de los rodamientos es esencial.

·       No apto para líquidos de alta viscosidad.

A medida que aumenta la viscosidad, el fluido se pega alrededor de las palas, cambiando sus contornos reales y deteriorando sus propiedades.

·       Requiere una sección de tubería recta

Los medidores de flujo de turbina son sensibles a la presencia de turbulencia (desviación) y vórtices (flujo en remolino) en el flujo dentro de la tubería. Además, si el flujo se arremolina, el ángulo en el que golpea las palas cambiará, lo cual es otra fuente de error. Por esta razón, se requiere una tubería recta de unas 20 veces el diámetro de la tubería aguas arriba del caudalímetro y unas 5 veces el diámetro de la tubería aguas abajo del caudalímetro. Para reducir la longitud de este tubo recto, se recomienda instalar un rectificador. Idealmente, la calibración y la inspección durante la fabricación deben realizarse con el rectificador, el cuerpo principal del medidor y la tubería llamada tramo del medidor, que incluye la tubería recta después de eso. En particular, es necesario mantener la precisión del pesaje dentro de ±0,2 % (por ejemplo, impuestos sobre productos derivados del petróleo, pesaje de cantidades libres de impuestos, etc.).

Sin embargo, el tipo de impulsor de diámetro pequeño no requiere una sección de tubería recta porque no se ve afectada por la distribución de la velocidad del flujo.

Áreas de aplicación

Una fuerte aplicación de los medidores de flujo de turbina es en el campo del comercio de productos derivados del petróleo. En particular, funciona mejor con GLP (gas licuado de petróleo) de baja viscosidad y gasolina. El tipo impulsor se usa ampliamente como medidor de agua y también se usa ampliamente para monitorear el caudal porque es económico.

Precauciones de uso

Las precauciones para usar el caudalímetro de turbina se enumeran a continuación.

• Antes del uso, cuando limpie las tuberías, incluidos los caudalímetros de turbina para líquidos, no sople con aire comprimido, vapor, etc. Puede resultar una velocidad de flujo excesiva y dañar el medidor de flujo.
• Si existe el riesgo de que se mezclen impurezas o burbujas de aire, es necesario instalar un tamiz, filtro, separador de aire, etc. en el lado de aguas arriba después de asegurar el tramo recto de la tubería.
• Se requieren contramedidas técnicas para la detección de pulsos, la amplificación, las líneas de transmisión y la instalación del receptor para evitar los efectos del ruido electromagnético.
• Cuando la velocidad del flujo es alta y el impulsor gira a alta velocidad, puede ocurrir cavitación en el impulsor. Este fenómeno tiende a aumentar el error instrumental, lo que puede aumentar el error de pesaje. Para evitar este fenómeno, la presión del lado secundario (contrapresión) del caudalímetro debe mantenerse por encima de un cierto valor de presión (ejemplo: los productos derivados del petróleo se muestran a continuación).

 

Donde:

• P: contrapresión (presión manométrica)
• ΔP: es la pérdida de presión del caudalímetro
• Pv: es la presión de vapor (presión absoluta) del líquido a medir.

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