Operação de medidores de vazão ultrassônicos na indústria de água em condições diferentes da calibração

Resumo: No caso de diferentes condições de calibração, as informações de operação de medidores de vazão ultrassônicos na indústria de água são fornecidas por excelentes fabricantes de medidores de vazão e medidores de vazão e fabricantes de cotações. 1. Resumo Atualmente, a calibração de medidores de vazão ultrassônicos para medição de gás natural é realizada no dispositivo de calibração de vazão, tanto quanto possível. Como quase todas essas instalações usam gás natural para fluir através do gasoduto, geralmente não é possível alterar os parâmetros que afetam a velocidade do som, por exemplo. Mais fabricantes de medidores de vazão selecionam modelos e cotações de preços. Você está convidado a perguntar. A seguir estão os detalhes do artigo de operação de medidores de vazão ultrassônicos na indústria de água sob diferentes condições de calibração. 1. Resumo Atualmente, a calibração de medidores de vazão ultrassônicos para medição de gás natural é realizada no dispositivo de calibração de vazão, tanto quanto possível. Como quase todas essas instalações usam gás natural fluindo através do gasoduto, geralmente não é possível alterar os parâmetros que afetam a velocidade do som, como temperatura, pressão, composição do gás. Ao usar um medidor de vazão ultrassônico, a calibração ainda pode funcionar se esses parâmetros diferirem dos valores sob calibração? Para caracterizar quantitativamente o efeito das mudanças nesses parâmetros na calibração de medidores de vazão ultrassônicos, uma série de experimentos de calibração cuidadosamente controlados foi realizada. O primeiro experimento envolveu a calibração de um medidor de vazão ultrassônico de 200 mm (8 polegadas) e um de 300 mm (12 polegadas) no circuito de alta pressão do Southwest Research Institute (SwRI) usando um meio de gás natural com uma pressão de 2,8 MPa (400 psi). Como referência adicional, medidores de vazão de turbina de 200 mm e 300 mm também são usados ​​no circuito. Em seguida, o meio fluido foi alterado para nitrogênio, e a velocidade do som mudou em 16%, o que foi equivalente à pressão do gás natural de 4,6 MPa (677 psi). Para testar ainda mais o efeito da pressão na calibração de um medidor de vazão ultrassônico, uma série de medições estatísticas da velocidade do som foi realizada em um medidor de vazão de 300 mm de diâmetro usando gás nitrogênio em pressões variando de 1,4 MPa (200 psi) a 7 MPa (1000 psi). Os valores medidos indicam que a mudança na velocidade do som nessa faixa de pressão está dentro de 0,03% do valor calculado. Além disso, outros experimentos foram realizados sobre mudanças na velocidade do som causadas por mudanças na temperatura e no meio fluido. Os experimentos de calibração foram realizados com gás natural a 21 °C (70 °F) e 10 °C (50 °F) e com nitrogênio a 21 °C (70 °F) e 32 °C (90 °F). Para cada série de calibrações, a curva de calibração média é comparada para obter o efeito das mudanças na calibração. A calibração de um medidor de vazão ultrassônico não responde a mudanças na velocidade do som, temperatura e pressão, desde que a reprodutibilidade desejada do dispositivo e do medidor de vazão seja atendida. Quando o meio fluido usado para calibração foi alterado de gás natural para nitrogênio, a pequena mudança observada foi devido às diferentes equações de estado usadas para os dois gases. Esses resultados de teste demonstram que, se o procedimento de calibração do medidor de vazão ultrassônico for viável sob um conjunto de condições, ele também pode ser usado sob outras condições, incluindo o uso de diferentes meios gasosos. 2. Introdução O princípio do medidor de vazão ultrassônico para medição de gás natural usado em transações relacionadas é medir o tempo de propagação ultrassônica do gás. Quando a onda ultrassônica está na mesma direção que o fluxo do fluido, o tempo de propagação é menor do que quando o fluxo é contracorrente. A diferença de tempo de viagem entre os dois estados é usada para calcular a velocidade média do fluxo de gás. O fluxo de volume real pode ser expresso pela seguinte fórmula: onde K = coeficiente do medidor de vazão, △T = diferença de tempo de viagem, T1 = tempo de viagem no fluxo direto, T2 = tempo de viagem no fluxo reverso, porque apenas o medidor de vazão está incluído nesta equação de fluxo O tamanho da estrutura física e o tempo de propagação de , que é independente da velocidade do som (SOS) em um gás fluindo. Portanto, pode-se assumir que a determinação da taxa de fluxo de gás é independente dos fatores que afetam a velocidade do som no gás, como temperatura, pressão e composição do gás. Se esta suposição estiver incorreta, a validade da calibração do medidor de vazão ultrassônico sob condições diferentes das condições de operação de campo vale a pena ser considerada. Primeiro, a medição da velocidade do gás em um medidor de vazão ultrassônico é independente da velocidade do som, mas pode haver alguns efeitos secundários pelos seguintes motivos. A resistência acústica altera o acoplamento do sinal ao gás; alterações no número de Reynolds. O número de Reynolds é proporcional a uma razão entre gravidade específica (SG) e viscosidade; o comprimento de onda (WL) do sinal varia com a composição do gás. Seria interessante observar esses parâmetros em diferentes meios. As tabelas a seguir são para condições padrão. Observe que, para um determinado tamanho de tubo e vazão, o número de Reynolds é quase constante. Tabela 1 Propriedades do gás Ao mudar de gás natural para ar ou nitrogênio, muitas propriedades do gás mudam, como velocidade do som, gravidade específica e viscosidade. No entanto, como também variam com a temperatura e a pressão, os medidores de vazão ultrassônicos têm uma sobreposição concebível nas propriedades do gás em uma faixa de condições operacionais, sugerindo que desvios das condições padrão são menos críticos. 3. Objetivos da Pesquisa Os objetivos da pesquisa descritos neste artigo são determinar os efeitos das mudanças de temperatura, pressão e meio fluido em medidores de vazão ultrassônicos de gás. Além de verificar a tecnologia de medidores de vazão ultrassônicos, o programa também oferece suporte à calibração desses medidores de vazão de gás natural com nitrogênio ou ar. Atualmente, existem apenas dois conjuntos de equipamentos disponíveis na América do Norte para calibrar medidores de vazão ultrassônicos maiores que 200 mm fora da faixa de vazão. A instalação desses medidores de vazão está crescendo a uma taxa de mais de 10% ao ano. No futuro, o equipamento de calibração se tornará muito limitado. Esses dispositivos de calibração podem exigir recalibração após alguns anos de uso. Se a calibração de medidores de vazão ultrassônicos for limitada a instalações de gás natural, a possibilidade de construção de novas instalações será limitada pela localização e pelo custo. No entanto, se for possível demonstrar que a calibração com outros meios é equivalente, a possibilidade de construção de um novo dispositivo aumenta significativamente. A calibração de um medidor de vazão de gás natural com ar não se aplica apenas a medidores de vazão ultrassônicos. Quase todos os medidores de vazão de turbina e medidores de gás residenciais usados ​​para medição de gás natural podem ser calibrados com ar.

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