Funcionamiento de caudalímetros ultrasónicos en la industria del agua en condiciones diferentes a la calibración

Resumen: En el caso de diferentes condiciones de calibración, la información de funcionamiento de los caudalímetros ultrasónicos en la industria del agua es proporcionada por excelentes fabricantes de caudalímetros y de caudalímetros, así como por fabricantes de cotizaciones. 1. Resumen En la actualidad, la calibración de los caudalímetros ultrasónicos para la medición de gas natural se realiza en el dispositivo de calibración de caudal tanto como sea posible. Dado que casi todas estas instalaciones utilizan gas natural para fluir a través de la tubería, normalmente no es posible cambiar los parámetros que afectan a la velocidad del sonido, por ejemplo. Más fabricantes de caudalímetros seleccionan modelos y cotizaciones de precios. Le invitamos a consultar. El siguiente es el artículo de detalles de funcionamiento de los caudalímetros ultrasónicos en la industria del agua bajo diferentes condiciones de calibración. 1. Resumen En la actualidad, la calibración de los caudalímetros ultrasónicos para la medición de gas natural se realiza en el dispositivo de calibración de caudal tanto como sea posible. Dado que casi todas estas instalaciones utilizan gas natural que fluye a través de la tubería, normalmente no es posible cambiar los parámetros que afectan a la velocidad del sonido, como la temperatura, la presión y la composición del gas. Al utilizar un caudalímetro ultrasónico, ¿puede la calibración seguir funcionando si estos parámetros difieren de los valores bajo calibración? Para caracterizar cuantitativamente el efecto de los cambios en estos parámetros en la calibración de caudalímetros ultrasónicos, se realizó una serie de experimentos de calibración cuidadosamente controlados. El primer experimento implicó calibrar un caudalímetro ultrasónico de 200 mm (8 pulgadas) y uno de 300 mm (12 pulgadas) en el circuito de alta presión del Southwest Research Institute (SwRI) utilizando un medio de gas natural con una presión de 2,8 MPa (400 psi). Como referencia adicional, también se utilizan en el circuito caudalímetros de turbina de 200 mm y 300 mm. Luego, el medio fluido se cambió a nitrógeno y la velocidad del sonido cambió en un 16 %, lo que fue equivalente a la presión del gas natural de 4,6 MPa (677 psi). Para evaluar con mayor detalle el efecto de la presión en la calibración de un caudalímetro ultrasónico, se realizaron mediciones estadísticas de la velocidad del sonido en un caudalímetro de 300 mm de diámetro interior con nitrógeno gaseoso a presiones de entre 1,4 MPa (200 psi) y 7 MPa (1000 psi). Los valores medidos indican que la variación de la velocidad del sonido en este rango de presión se encuentra dentro del 0,03 % del valor calculado. Además, se realizaron experimentos adicionales sobre los cambios en la velocidad del sonido causados ​​por cambios de temperatura y del fluido. Se realizaron experimentos de calibración con gas natural a 21 °C (70 °F) y 10 °C (50 °F), y con nitrógeno a 21 °C (70 °F) y 32 °C (90 °F). Para cada serie de calibraciones, se comparó la curva de calibración promedio para obtener el efecto de los cambios en la calibración. La calibración de un caudalímetro ultrasónico no responde a los cambios en la velocidad del sonido, la temperatura ni la presión, siempre que se alcance la reproducibilidad deseada del dispositivo y del caudalímetro. Cuando el medio fluido usado para la calibración se cambió de gas natural a nitrógeno, el pequeño cambio observado se debió a las diferentes ecuaciones de estado utilizadas para los dos gases. Estos resultados de prueba demuestran que si el procedimiento de calibración del medidor de flujo ultrasónico es factible bajo un conjunto de condiciones, también puede usarse bajo otras condiciones, incluyendo el uso de diferentes medios gaseosos. 2. Introducción El principio del medidor de flujo ultrasónico para la medición de gas natural usado en transacciones relacionadas es medir el tiempo de propagación ultrasónica del gas. Cuando la onda ultrasónica está en la misma dirección que el flujo de fluido, el tiempo de propagación es más corto que cuando el flujo es a contracorriente. La diferencia de tiempo de viaje entre los dos estados se utiliza para calcular la velocidad promedio del flujo de gas. El caudal volumétrico real se puede expresar con la siguiente fórmula: donde K = coeficiente del medidor de caudal, △T = diferencia de tiempo de viaje, T1 = tiempo de viaje en flujo directo, T2 = tiempo de viaje en flujo inverso, porque solo el medidor de caudal se incluye en esta ecuación de flujo El tamaño de la estructura física y el tiempo de propagación de , que es independiente de la velocidad del sonido (SOS) en un gas que fluye. Por lo tanto, se puede suponer que la determinación del caudal de gas es independiente de los factores que afectan la velocidad del sonido en el gas, como la temperatura, la presión y la composición del gas. Si esta suposición es incorrecta, vale la pena considerar la validez de la calibración del medidor de caudal ultrasónico en condiciones distintas a las condiciones de operación en campo. Primero, la medición de la velocidad del gas en un medidor de caudal ultrasónico es independiente de la velocidad del sonido, pero puede haber algunos efectos secundarios por las siguientes razones. La resistencia acústica cambia el acoplamiento de la señal al gas; cambios en el número de Reynolds. El número de Reynolds es proporcional a una relación de gravedad específica (SG) a viscosidad; la longitud de onda (WL) de la señal varía con la composición del gas. Sería interesante observar estos parámetros en diferentes medios. Las siguientes tablas son para condiciones estándar. Tenga en cuenta que para un tamaño de tubería y caudal determinados, el número de Reynolds es casi constante. Tabla 1 Propiedades del gas Al cambiar de gas natural a aire o nitrógeno, cambian muchas propiedades del gas, como la velocidad del sonido, la gravedad específica y la viscosidad. Sin embargo, dado que también varían con la temperatura y la presión, los caudalímetros ultrasónicos tienen una superposición concebible en las propiedades del gas en un rango de condiciones de operación, lo que sugiere que las desviaciones de las condiciones estándar son menos críticas. 3. Objetivos de la investigación Los objetivos de la investigación descritos en este documento son determinar los efectos de la temperatura, la presión y los cambios del medio fluido en los caudalímetros ultrasónicos de gas. Además de verificar la tecnología de los caudalímetros ultrasónicos, el programa también admite la calibración de estos caudalímetros de gas natural con nitrógeno o aire. Actualmente, solo hay dos conjuntos de equipos disponibles en Norteamérica para calibrar caudalímetros ultrasónicos de más de 200 mm fuera del rango de caudal. La instalación de estos caudalímetros está creciendo a una tasa de más del 10 % anual. En el futuro, los equipos de calibración serán muy limitados. Estos dispositivos de calibración podrían requerir recalibración tras pocos años de uso. Si la calibración de caudalímetros ultrasónicos se limita a instalaciones de gas natural, la posibilidad de construir nuevas instalaciones se ve limitada por la ubicación y el coste. Sin embargo, si se puede demostrar que la calibración con otros medios es equivalente, la posibilidad de construir un nuevo dispositivo aumenta considerablemente. La calibración de un caudalímetro de gas natural con aire no es exclusiva de los caudalímetros ultrasónicos. Casi todos los caudalímetros de turbina y los medidores de gas residencial utilizados para la medición de gas natural pueden calibrarse con aire.

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