Dispositivo para medir la tasa de flujo de fluido.
TecFluid-CG34-2500 para medición de caudal de aguaRegulador de oxígeno médico con rotámetro.Caudalímetro multigas
Un rotámetro es un dispositivo que mide el caudal volumétrico de un fluido en un tubo cerrado. [1]
Pertenece a una clase de medidores llamados caudalímetros de área variable , que miden el caudal permitiendo que varíe el área de la sección transversal por la que viaja el fluido, provocando un efecto medible. [2]
Historia
El primer medidor de superficie variable con flotador giratorio fue inventado por Karl Kueppers (1874-1933) en Aquisgrán en 1908. Esto se describe en la patente alemana 215225. Felix Meyer fundó la empresa " Deutsche Rotawerke GmbH " en Aquisgrán reconociendo la importancia fundamental de este invención. Mejoraron este invento con nuevas formas del flotador y del tubo de vidrio. Kueppers inventó una forma especial para el interior del tubo de vidrio que realizaba una escala de flujo simétrica.
La marca Rotameter fue registrada por la empresa británica GEC Elliot Automation, Rotameter Co. En muchos otros países, la marca Rotameter está registrada por Rota Yokogawa GmbH & Co. KG en Alemania, que ahora es propiedad de Yokogawa Electric Corp.
Descripción
Un rotámetro consiste en un tubo cónico, típicamente hecho de vidrio con un "flotador" (un peso con forma, hecho de aluminio anodizado o cerámica), en su interior que es empujado hacia arriba por la fuerza de arrastre del flujo y tirado hacia abajo por la gravedad. La fuerza de arrastre para un fluido y una sección transversal de flotación determinados es función de la velocidad del flujo al cuadrado únicamente; consulte la ecuación de arrastre . [3]
Un caudal volumétrico más alto a través de un área determinada aumenta la velocidad del flujo y la fuerza de arrastre, por lo que el flotador será empujado hacia arriba. Sin embargo, a medida que el interior del rotámetro tiene forma de cono (se ensancha), el área alrededor del flotador a través del cual fluye el medio aumenta, la velocidad del flujo y la fuerza de arrastre disminuyen hasta que hay un equilibrio mecánico con el peso del flotador.
Los flotadores se fabrican en muchas formas diferentes, siendo las esferas y los elipsoides las más comunes. El flotador puede tener ranuras diagonales y estar parcialmente coloreado para que gire axialmente a medida que pasa el fluido. Esto muestra si el flotador está atascado ya que sólo girará si está libre. Las lecturas generalmente se toman en la parte superior de la parte más ancha del flotador; el centro para un elipsoide o la parte superior para un cilindro. Algunos fabricantes utilizan un estándar diferente. [3]
El "flotador" no debe flotar en el fluido: tiene que tener una densidad mayor que el fluido, de lo contrario flotará hacia arriba aunque no haya flujo.
La naturaleza mecánica del principio de medición proporciona un dispositivo de medición de flujo que no requiere energía eléctrica. Si el tubo es de metal, la posición del flotador se transfiere a un indicador externo mediante un acoplamiento magnético. Esta capacidad ha ampliado considerablemente la gama de aplicaciones del caudalímetro de área variable, ya que la medición puede observarse de forma remota desde el proceso o usarse para control automático. [3]
Ventajas
Un rotámetro no requiere energía externa ni combustible; utiliza únicamente las propiedades inherentes del fluido, junto con la gravedad, para medir el caudal. [3]
Un rotámetro también es un dispositivo relativamente simple que puede fabricarse en masa con materiales baratos, lo que permite su uso generalizado.
Dado que el área del paso de flujo aumenta a medida que el flotador sube por el tubo, la escala es aproximadamente lineal. [2]
Se utiliza vidrio transparente que es altamente resistente al choque térmico y a la acción química.
Desventajas
Debido a que depende de la capacidad del fluido o gas para desplazar el flotador, las graduaciones en un rotámetro determinado solo serán precisas para una sustancia determinada a una temperatura determinada. La principal propiedad de importancia es la densidad del fluido; sin embargo, la viscosidad también puede ser significativa. Lo ideal es que los flotadores estén diseñados para ser insensibles a la viscosidad; sin embargo, esto rara vez se puede verificar a partir de las especificaciones del fabricante. Se pueden usar rotámetros separados para diferentes densidades y viscosidades, o se pueden usar múltiples escalas en el mismo rotámetro. [1]
Debido a que el funcionamiento de un rotámetro depende de la fuerza de gravedad para su funcionamiento, un rotámetro debe estar orientado verticalmente. Puede producirse un error significativo si la orientación se desvía significativamente de la vertical.
Debido a la indicación directa del flujo, la resolución es relativamente pobre en comparación con otros principios de medición. La incertidumbre en la lectura empeora cerca del final de la escala. Las oscilaciones del flotador y el paralaje pueden aumentar aún más la incertidumbre de la medición. [1]
Dado que el flotador debe leerse a través del medio que fluye, algunos fluidos pueden oscurecer la lectura. Es posible que se requiera un transductor para medir electrónicamente la posición del flotador.
Los rotámetros no se adaptan fácilmente para su lectura mecánica; aunque se encuentran disponibles flotadores magnéticos que impulsan un seguidor fuera del tubo. [1]
Los rotámetros generalmente no se fabrican en tamaños superiores a 6 pulgadas/150 mm, pero a veces se utilizan diseños de derivación en tuberías muy grandes. [2]
^ abcd RCBaker. Manual de medición de flujo: diseños industriales, principios operativos, rendimiento y aplicaciones. (2016) 790 pág. ISBN 110704586X , ISBN 9781107045866
^ a b C Brodkey, Robert S.; Hershey, Harry C. (2003), Fenómenos del transporte: un enfoque unificado , Brodkey Publishing (McGraw Hill), págs. 471–476, ISBN0-9726635-8-4
^ abcd Flow R. Miller, Manual de ingeniería de medición. 1168 pág. Educación McGraw-Hill; (1996), ISBN 0070423660 , ISBN 9780070423664
enlaces externos
Rota Yokogawa GmbH & Co. KG: aparatos de medición rotámetros
Rota Yokogawa GmbH & Co. KG: Historia empresarial del fundador de Rotameter
eFunda: Introducción a los caudalímetros de área variable
KROHNE: Principio de medición
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con rotámetros .
