¿Qué es un Caudalímetro de Turbina?
Un caudalímetro de turbina es el que mide el caudal en función de la rotación de un rodete instalado en el interior de una tubería. Básicamente, suele aplicarse a líquidos. Se utilizan principalmente en la industria y en el control de procesos.
Los caudalímetros de turbina se caracterizan generalmente por su gran precisión de medición. Funcionan especialmente bien en el rango de caudales medios y altos. Además, los rangos de caudal mínimo y máximo de los caudalímetros son relativamente amplios y pueden utilizarse en diversas condiciones de caudal.
En general, son duraderos y tienen una larga vida útil. Muchos modelos son duraderos frente a una amplia gama de tipos de fluidos y condiciones ambientales, proporcionando mediciones precisas durante un largo período de tiempo.
Sin embargo, no son adecuados para fluidos muy viscosos o que contengan sólidos. Esto se debe a que el rotor de la turbina puede atascarse e impedir mediciones precisas. Además, los productos con caudales elevados pueden pesar más.
Usos de los Caudalímetros de Turbina
Los caudalímetros de turbina se utilizan en una gran variedad de industrias y sectores. Los siguientes son ejemplos de aplicaciones de los caudalímetros de turbina.
1. Industria Petrolera
Los caudalímetros de turbina se utilizan ampliamente en los procesos de distribución y refinado de petróleo y gas natural. Debido a las características de alta precisión de los caudalímetros de turbina, a menudo se utilizan para el comercio.
La medición del caudal en oleoductos y terminales es importante para la medición del petróleo crudo. La medición del caudal de gas en gasoductos y estaciones de medición de gas es otra aplicación típica en la que se utilizan caudalímetros de turbina. Además, también se utilizan para la medición y el control de fluidos en los procesos de refinado de petróleo.
2. Industria Alimentaria y de Bebidas
Los caudalímetros de turbina desempeñan un papel importante en la elaboración de alimentos y en la producción de bebidas. En la industria de fabricación de bebidas, la medición de caudal tiene lugar en las líneas de llenado de productos de bebidas.
En el procesado de alimentos, también se utilizan para controlar los procesos de dosificación y mezcla de ingredientes líquidos y alimentarios. Además, los caudalímetros de turbina se utilizan a menudo en los procesos de dosificación de aditivos alimentarios.
3. Industria de la Calefacción y el Aire Acondicionado
Los caudalímetros de turbina se utilizan en los sistemas de calefacción y refrigeración de edificios e instalaciones. Miden el caudal de agua o refrigerante para garantizar un intercambio de calor adecuado. De este modo se garantizan temperaturas ambiente confortables y una mayor eficiencia energética.
Principio de los Caudalímetros de Turbina
El principio de un caudalímetro de turbina es que se coloca un impulsor en la trayectoria del caudal y el impulsor gira por la fuerza del fluido. El caudal volumétrico puede calcularse a partir de su velocidad de rotación.
La velocidad de rotación puede detectarse mediante sensores o elementos magnéticos. Los imanes o reflectores fijados a la turbina se detectan mediante sensores o elementos magnéticos.
La velocidad de rotación de la turbina está relacionada con el caudal de fluido. A medida que aumenta el caudal de fluido, aumenta también la velocidad de rotación de la turbina, mientras que una disminución del caudal suele traducirse en una disminución de la velocidad de rotación.
Los datos de velocidad de rotación se transmiten a un ordenador o a una unidad de visualización. El ordenador convierte los datos de velocidad de giro en caudal y realiza los procesos de suma y control necesarios. La unidad de visualización también muestra el valor del caudal.
Tipos de Caudalímetros de Turbina
Existen dos tipos principales de caudalímetros de turbina basados en el tipo de impulsor: el tipo de impulsor de flujo axial y el tipo de impulsor de flujo tangencial.
1. Tipo de Impulsor de Flujo Axial
Este tipo de caudalímetro de turbina tiene una estructura en la que el fluido pasa axialmente a través de los álabes de la turbina. Los álabes de la turbina giran alrededor de un eje y, por lo tanto, están sometidos a fuerzas en una dirección aproximadamente paralela al vector de velocidad del fluido. Los caudalímetros de tipo impulsor de flujo axial suelen ser compactos y se caracterizan por una gran precisión de medición y capacidad de respuesta.
2. Tipo Impulsor de Flujo Tangencial
Se trata de un caudalímetro de turbina en el que los rodetes de la turbina están dispuestos en forma de arco circular y el fluido fluye tangencialmente al rodete. Esta estructura transfiere la energía cinética del fluido al rodete y genera una fuerza de rotación. Los sistemas de impulsores de flujo tangencial suelen utilizarse en rangos de caudal elevados y se caracterizan por su robustez y durabilidad.
Cuando el fluido pasa por el rodete de la turbina, la componente tangencial de la velocidad hace que el rodete gire. La velocidad de rotación es proporcional al caudal de fluido, y el caudal se mide midiendo la velocidad de rotación. En los sistemas de turbina de flujo tangencial, la velocidad de rotación se detecta generalmente mediante un sensor óptico o un sensor de efecto Hall.