La misura della portata

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1 Products Solutions Services La misura della portata Facoltà di Ingegneria, Università degli Studi di Bologna DIEM - Dipartimento di Ingegneria delle Costruzioni Meccaniche, Nucleari, Aeronautiche e di Metallurgia Introduzione Slide 11

2 Definizione del termine: portata Definizioni e significati diversi in funzione del contesto in cui usa il termine PORTATA. In idraulica portata di una corrente fluida, relativa ad una generica sezione trasversale, è la quantità di fluido (in volume o in massa) che passa attraverso quella sezione nell unità di tempo*. * Fonte: Dizionario Enciclopedico Federico Motta Slide 12

3 La misura di portata in tubazione chiusa, funzionamento totalmente pieno. aperta, funzionamento parzialmente pieno. Slide 13

4 Portata volumica e massica, la massa volumica o densità Portata volumica Q v = A. v (m 3 /s)* Portata massica Q m = A. v. (kg/s)* dove: A = area della sezione di passaggio (m 2 ) v = velocità media di deflusso (m/s) = massa volumica del fluido (kg/m 3 ) La densità o massa volumica di un corpo (spesso indicata dal simbolo ρ o anche δ) è pari alla massa per unità di volume. Se m è la massa e V il volume si ha dunque: ρ = m / V L unità di misura della densità è il kg/m³ (*); in g/cm³ o in g/ml (CGS) *: Secondo SI Slide 14

5 La massa volumica del fluido E caratteristica di ogni singolo fluido: per i liquidi varia in funzione della temperatura e = n 1 + b. ( t e - t n ) per i gas varia sia in funzione della temperatura che della pressione P e t n Z n e = n... P n t e Z e Slide 15

6 Il numero di Reynolds Laminare Re < 100 Transitorio Turbolento Turbolento Re = Re = Re = > Re < = moto laminare, profilo scarsamente parabolico del fluido < Re < = moto transitorio Re > = moto turbolento, profilo più uniforme creato dalla turbolenza stessa del fluido Slide 16

7 I misuratori di portata per tubazione chiusa Volume Massa Misura diretta Misura indiretta Misura diretta Misura indiretta Positive displacement Pressione differenziale Principio Coriolis Misura separata (Q e ρ) Area variabile Principio termico Calcolo della massa (misura di Q, p, T) Turbine Sistemi a peso Vortex Elettromagnetico Ultrasuono Sistemi a inserzione Altri Slide 17

8 Il principio meccanico Positive displacement Turbina Slide 18

9 Positive Displacement meter Il rotore, posto all interno della camera di misura, viene messo in movimento dalla pressione che movimenta il fluido. Lo rotazione del rotore sposta il fluido attraverso la camera di misura mantenendo separato ingresso e uscita del misuratore. Un pick up rileva la rotazione del rotore, ogni rotazione equivale ad un volume di fluido defluito. FMC Measurement Solution Slide 19

10 Misuratore meccanico: a ingranaggi per liquidi Sampi Slide 20

11 Misuratore a turbina per liquidi 1 Girante 2 Perno 3 Bussola 4 Raddrizzatore di flusso 5 Cono di ingresso 6 Anello di tenuta 7 Pick up 8 Flangia 9 Corpo Q v = v m. A = 2π. n. r m. cotg. A KEM Kueppers Q V = Portata volumetrica v m = Velocità media di deflusso A = Sezione del tubo n = Numero dei giri della girante r m = Raggio della girante = Passo delle palette Slide 21

12 Misuratore meccanico: lavorazione girante di turbina Slide 22

13 Misuratore meccanico: turbina per gas Slide 23

14 Misuratore meccanico: turbina per gas Slide 24

15 Misuratore meccanico: a ingranaggi per liquidi viscosi Slide 25

16 Products Solutions La pressione differenziale Gli organi deprimogeni Slide 26 Services

17 La misura a pressione differenziale Elementi primari a restrizione, Standard ISO 5167 (nessuna taratura richiesta) Orifices (orifizi calibrati) Nozzles (boccagli) Venturi tubes (tubi Venturi) Specifici del costruttore (taratura a campione) Averaging Pitot tube (tubi Pitot) Slide 27

18 La misura a pressione differenziale Orifice plate ISO 5167: Orifice plate with corner, flange and D and D/2- tapping Dp = p+ - pannular Chamberp+ Tapping p- qm(v) = K(b) p+ D d Opening ratio d b= D of the orifice: Slide 28 p- 2 Dp r(-1) Corner Tapping

19 La misura a pressione differenziale Venturi ISO 5167: Venturi tube and Venturi nozzle Dp = p+ - p- P+ P- qm(v) = K(b) Venturi tube with conical inlet D d Opening ratio of the Venturi: Slide 29 d b= D Venturi nozzle with radiused inlet 2 Dp r(-1)

20 La misura a pressione differenziale tubo di Pitot p+ p- qm(v) = K 2 Dp r(-1) Costante, dipende dal costruttore Slide 30

21 Quale strumento si deve utilizzare La selezione Il dimensionamento La taratura in fabbrica Slide 31

22 Applicator Selector: guida alla selezione dello strumento Slide 32

23 Applicator Sizing Flow: calcola l accuratezza di misura Slide 33

24 La taratura: i banchi Slide 34

25 Certificato di taratura Presenza dei dati del cliente e dello strumento oggetto della taratura. Indicazione del banco di prova impiegato e relativa incertezza. Indicazione delle tolleranze attese dallo strumento con relativo diagramma. Indicazione del valore di uscita. Indicazione della durata della taratura. Slide 35

26 Le compensazioni di stato Calcolo della massa (misura di Q, p, T) Slide 36

27 Misure compensate in volume o massa Massa Energia Volume compensato Q Q m = Q (T, p) E = Q (T, p) ED (T, p) Qref = Q Slide 37 p pref Tref Zref T Z

28 Applicazioni Vapore surriscaldato Delta energia (Acqua + vapore saturo) Aria compressa Gas naturale (NX 19) Gas in genere Liquidi in genere Slide 38

29 Flow computer RMS-RMC 621: le peculiarità Fino a 3 applicazioni Fino a 8 uscite Calcolo in tempo reale Grande display con cambio colore in caso di anomalie Fluidi memorizzati: Argon, Azoto, Butano, Gas naturale AGA-8; metano, Idrogeno, Ossigeno, Ammoniaca, Propano, Acetilene ecc. Slide 39

30 Misuratori di portata: la nostra missione Applicazioni altamente affidabili Rapporto prezzo -prestazioni ottimale Risparmi di tempo e di costi per la manutenzione programmata Aumento della vita media e l integrità operativa Innovazione costante: tecnologie future Slide 40

31 Un principio per ogni applicazione Pressione differenziale Elettro magnetico v v Canale aperto Dispersione termica v Coriolis m m A ultrasuoni Precessione di v Slide 41 Massico vortici v

32 gas vapore Misuratori di portata: Le nostre soluzioni Prowirl Volume liquidi liquidi non conducibili conducibili t mass Massa Promass Massa Prosonic Flow Volume Promag Volume 1 2 Slide 42 Deltabar Volume DN

33 I misuratori di portata Slide 43