Come gestire le basse portate di liquidi? Parte 5

Gestire le basse portate di liquidi Parte 5 - Come gestire le condizioni esterne?

Continua la serie di approfondimenti dedicata a come gestire le basse portate di liquidi. Argomento di oggi è la gestione delle condizioni esterne.

Nel mondo del controllo e della misurazione delle portate, si distingue tra “portate basse” e “portate alte”. Ma cosa significa? Noi di Bronkhorst forniamo misuratori e regolatori di portata nella gamma “a bassa portata”. Sapete cosa significa “bassa portata”? Nella nostra serie di blog, spieghiamo la differenza e condividiamo i nostri suggerimenti e trucchi per le configurazioni a basa portata di liquidi. In questa parte finale della serie di blog, potete leggere dell’influenza delle condizioni esterne.

In che modo le condizioni esterne possono influenzare il misuratore di portata?

I misuratori di portata Bronkhorst menzionati nelle precedenti di parti questa blogserie, in grado di misurare portate (ultra)basse, sono molto sensibili. Ciò significa che è possibile rilevare anche le più piccole perturbazioni nel processo o nelle condizioni ambientali di un cliente. Quindi, tutti i disturbi che potrebbero essere presenti nel processo emergono, perché l’accuratezza della misurazione migliora decisamente rispetto a prima dell’applicazione di questo misuratore di portata molto sensibile. Il cliente potrebbe quindi pensare “c’è qualcosa che non va nel misuratore”. Ma come si dice, ambasciator non porta pena! Utilizzate piuttosto le informazioni contenute in questa serie di blog per ottimizzare il vostro processo. Controllate gli aspetti esterni, come la tubazione da e verso il misuratore di portata, l’influenza delle apparecchiature vibranti circostanti o la presenza di particelle solide nella portata di liquido.

Per collocare la considerazione precedente in un contesto pratico: quando si sceglie un misuratore di portata massica o un regolatore di portata basati su Coriolis, sarà necessaria una pre-pressione relativamente alta per superare la caduta di pressione relativamente elevata sul dispositivo. Ciò si verifica soprattutto quando gli strumenti Coriolis funzionano nel loro range di portata nominale. Tuttavia, poiché gli strumenti Coriolis hanno un ampio rapporto di turndown fino all’1%, la caduta di pressione nella regione inferiore è solitamente trascurabile e paragonabile a quella termica.

Sebbene la misura effettuata con un misuratore di portata Coriolis sia molto più accurata rispetto a quella effettuata con un misuratore di portata termico, un’elevata pre-pressione da un recipiente in pressione consentirà di sciogliere più gas nel liquido. Questo viene rilasciato sotto forma di bolle di gas a valle del processo, a una pressione inferiore, con conseguente instabilità. Queste serie di blog sulle basse portate hanno quindi lo scopo di sensibilizzare su tutte le cose che si possono fare per migliorare l’impostazione del processo, ognuna con i propri pro e contro e i possibili effetti.

Come gestire le basse portate di liquidi: quale tubo devo scegliere?

Scegliete il tubo più piccolo possibile. Riducendo al minimo la lunghezza e il diametro del tubo di alimentazione del liquido tra il misuratore di portata e il processo, i tempi di riempimento e di aggiornamento saranno i più brevi possibili. La caduta di pressione sui misuratori di portata massica basati su Coriolis è molto maggiore rispetto ai misuratori di portata basati su tecnologia termica, poiché il capillare di questi ultimi è circa 20 volte più corto e il suo diametro è maggiore. Trovate un valore ottimale tra la caduta di pressione e il minor volume interno possibile del tubo. Per portate basse fino a 100 g/h, si consiglia un tubo con un diametro esterno di 1/16 di pollice (~ 1,6 mm). Per portate superiori, si consiglia un tubo da 1/8 di pollice (~ 3,2 mm) per limitare la caduta di pressione. Cercate di utilizzare il minor numero possibile di connettori, curve o raccordi a T, poiché possono causare l’accumulo di aria con conseguente instabilità del flusso. Se necessario, utilizzate connettori di piccolo volume.

La scelta di tubi rigidi come l’acciaio inox o flessibili si basa principalmente sulla pressione di esercizio. In un ambiente di produzione ad alte pressioni, i tubi flessibili vengono raramente utilizzati. Per portate fino a 2 g/h, l’uso di tubi rigidi è fortemente consigliato perché impedisce le variazioni di volume interno. Per i misuratori di portata con capillari in Hastelloy, si raccomanda l’uso di tubi in Hastelloy. Il PEEK, PoliEtere Etere Chetone, è preferibile per i liquidi aggressivi che attaccano l’acciaio inossidabile.
Desiderate maggiori informazioni su: ”Perché la scelta delle tubazioni è importante per i misuratori di portata massica termici”?

Prevenzione dei colpi d'ariete evitando improvvisi cambiamenti di diametro dei tubi

Nel gestire le basse portate, un fenomeno che richiede particolare attenzione è il colpo d’ariete. Famoso anche per il bagno o la lavastoviglie di casa, si tratta di uno shock idraulico che si verifica quando un liquido in movimento è costretto improvvisamente a fermarsi, ripartire o cambiare direzione. Ciò provoca sbalzi di pressione molto più elevati rispetto ai valori di pressione (statica) per i quali un sistema è stato solitamente dimensionato.

Per prevenire il colpo d’ariete si possono evitare i passaggi improvvisi da un diametro di tubo grande a uno piccolo, applicare un piccolo smorzatore di pulsazioni (in cui una colonna di gas isolata ha un effetto ammortizzante), aumentare gradualmente la pressione applicata o evitare che la pompa spinga contro una valvola chiusa.

Come gestire le basse portate: il problema delle vibrazioni.

Le vibrazioni di una pompa o di altre apparecchiature circostanti possono influire negativamente sulle prestazioni dei misuratori di portata massica basati su Coriolis. Il principio di funzionamento degli strumenti Coriolis si basa sulle vibrazioni, pertanto è necessario assicurarsi che le pompe e le altre macchine circostanti vibrino a una frequenza diversa da quella dello strumento Coriolis. Per evitare che queste vibrazioni esterne raggiungano il misuratore di portata Coriolis, è possibile utilizzare tubi in PEEK (leggermente flessibili), oppure il misuratore/controllore di portata può essere disaccoppiato meccanicamente, applicando un ricciolo nel tubo rigido (“pigtail tubing”). Per gli strumenti basati su Coriolis, Bronkhorst ha a disposizione blocchi di massa da 2 kg e 4 kg con smorzatori di vibrazioni, un cuscinetto aggiuntivo per assorbire le vibrazioni.

Leggete il nostro blog “Come gestire le vibrazioni con i misuratori di portata massica Coriolis” per scoprire come le vibrazioni possono influenzare il funzionamento del vostro misuratore di portata.

E la calibrazione?

Si consiglia di calibrare una volta all’anno i misuratori di portata a base termica, come i dispositivi μ-FLOW e LIQUI-FLOW. Per i dispositivi Coriolis, come il mini CORI-FLOW ML120, non è necessaria alcuna calibrazione perché il loro principio di misura è meno vulnerabile all’invecchiamento. Tuttavia, in settori come quello automobilistico, farmaceutico e alimentare, la calibrazione è richiesta dalla legislazione o dalla standardizzazione. In questi settori è di vitale importanza che il dispositivo di misura indichi il valore corretto. Ai fini della calibrazione, può essere utile applicare tubi flessibili trasparenti, come il Teflon, in modo da poter rilevare visivamente eventuali bolle di gas nella portata di liquido.

Utilizzare filtri antiparticolato per evitare intasamenti

Per evitare che i tubi e i capillari di piccolo diametro dei misuratori di portata si intasino o per evitare di danneggiare le valvole di controllo piezoelettriche, si raccomanda di incorporare uno o più filtri antiparticolato. Ciò diventa più importante quando si utilizzano canali e valvole di controllo per le portate più basse. La dimensione dei pori del filtro deve essere almeno dieci volte più piccola del capillare, dell’orifizio o della fessura di controllo più piccoli del sistema; a monte di una valvola di controllo piezoelettrica, la dimensione dei pori consigliata è di 5 micron. Un’ampia superficie filtrante può compensare l’elevata caduta di pressione causata da una piccola dimensione dei pori.

Al prossimo appuntamento della serie “come gestire le basse portate di liquidi”.