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
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
La misura di portata in tubazione chiusa, funzionamento totalmente pieno. aperta, funzionamento parzialmente pieno. Slide 13
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
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
Il numero di Reynolds Laminare Re < 100 Transitorio Turbolento Turbolento Re = 5.000 Re = 9.000 Re = > 10.000 Re < 2.000 = moto laminare, profilo scarsamente parabolico del fluido 2.000 < Re < 10.000 = moto transitorio Re > 10.000 = moto turbolento, profilo più uniforme creato dalla turbolenza stessa del fluido Slide 16
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
Il principio meccanico Positive displacement Turbina Slide 18
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
Misuratore meccanico: a ingranaggi per liquidi Sampi Slide 20
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
Misuratore meccanico: lavorazione girante di turbina Slide 22
Misuratore meccanico: turbina per gas Slide 23
Misuratore meccanico: turbina per gas Slide 24
Misuratore meccanico: a ingranaggi per liquidi viscosi Slide 25
Products Solutions La pressione differenziale Gli organi deprimogeni Slide 26 Services
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
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
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)
La misura a pressione differenziale tubo di Pitot p+ p- qm(v) = K 2 Dp r(-1) Costante, dipende dal costruttore Slide 30
Quale strumento si deve utilizzare La selezione Il dimensionamento La taratura in fabbrica Slide 31
Applicator Selector: guida alla selezione dello strumento Slide 32
Applicator Sizing Flow: calcola l accuratezza di misura https://wapps.endress.com/applicator/callapplicator.xml;jsessionid=049845f9e0f508d594a0f935f4e8d298 Slide 33
La taratura: i banchi Slide 34
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
Le compensazioni di stato Calcolo della massa (misura di Q, p, T) Slide 36
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
Applicazioni Vapore surriscaldato Delta energia (Acqua + vapore saturo) Aria compressa Gas naturale (NX 19) Gas in genere Liquidi in genere Slide 38
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
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
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
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 15 50 100 300 350 1000 2400 4000 DN
I misuratori di portata Slide 43