Types de débitmètres vapeur

Le fonctionnement, les avantages et les limites des différents types de débitmètres vapeur, notamment les plaques à orifice, les tubes à section variable et les débitmètres à vortex.

Il existe de nombreux types de débitmètres. Ceux adaptés aux applications vapeur et condensat comprennent :

  • Débitmètres à plaque à orifice.
  • Débitmètres à turbine (y compris les types à dérivation ou bypass).
  • Débitmètres à section variable.
  • Débitmètres à section variable à ressort.
  • Débitmètres à section variable en ligne directe (TVA).
  • Débitmètres ultrasoniques.
  • Débitmètres à vortex. Chacun de ces types de débitmètres possède ses propres avantages et limites. Pour garantir des performances précises et constantes d’un débitmètre vapeur ou condensat, il est essentiel de l’adapter correctement à l’application envisagée. Ce module passera en revue les types de débitmètres ci-dessus, et examinera leurs caractéristiques, leurs avantages et inconvénients, les applications typiques et les installations typiques.

Débitmètres à plaque à orifice La plaque à orifice appartient à un groupe connu sous le nom de dispositifs à perte de charge ou débitmètres à pression différentielle. En termes simples, le fluide du pipeline passe à travers une restriction, et la pression différentielle est mesurée de part et d’autre de cette restriction. Sur la base des travaux de Daniel Bernoulli en 1738 (voir Module 4.2),

la relation entre la vitesse du fluide traversant l’orifice est proportionnelle à la racine carrée de la perte de pression à travers celui-ci. Les autres débitmètres du groupe à pression différentielle comprennent les tubes Venturi et les buses.

Avec un débitmètre à plaque à orifice, la restriction prend la forme d’une plaque percée d’un trou concentre à la tuyauterie. C’est ce qu’on appelle l’élément primaire.

Pour mesurer la pression différentielle lorsque le fluide circule, des connexions sont établies depuis les prises de pression amont et aval vers un dispositif secondaire appelé cellule DP (pression différentielle).

Depuis la cellule DP, les informations peuvent être transmises à un simple indicateur de débit, ou à un calculateur de débit accompagné de données de température et/ou de pression, ce qui permet au système de compenser les variations de densité du fluide.

Dans les lignes horizontales transportant des vapeurs, de l’eau (ou du condensat) peut s’accumuler contre la face amont de l’orifice. Pour éviter cela, un trou de drainage peut être percé dans la plaque à la base du tuyau. L’effet de ce trou doit évidemment être pris en compte lors de la détermination des dimensions de la plaque à orifice. Le dimensionnement et l’installation corrects des plaques à orifice sont absolument essentiels, et sont bien documentés dans la norme internationale ISO 5167. Installation Quelques-uns des points les plus importants de l’ISO 5167 sont discutés ci-dessous :

Prises de pression - De petites tuyauteries (appelées lignes d’impulsion) relient les prises de pression amont et aval de la plaque à orifice à une cellule de pression différentielle ou DP.

Le positionnement des prises de pression peut varier. Les emplacements les plus courants sont :

  • Depuis les brides (ou le porte-plaque) contenant la plaque à orifice, comme illustré à la Figure 4.3.3. C’est pratique, mais il faut faire attention avec les prises en bas du tuyau, car elles peuvent se colmater.
  • Un diamètre de tuyau côté amont et 0,5 x diamètre de tuyau côté aval. C’est moins pratique, mais potentiellement plus précis car la pression différentielle mesurée est maximale à la veine contractée, qui se situe à cette position. Prises d’angle - Elles sont généralement utilisées sur les plaques à orifice de plus petite taille où les contraintes d’espace rendent les prises à brides difficiles à fabriquer. Habituellement pour des diamètres de tuyau DN50 ou inférieurs.

Depuis la cellule DP, les informations peuvent être transmises à un indicateur de débit, ou à un calculateur de débit accompagné de données de température et/ou de pression, pour fournir une compensation de densité.

Tuyauterie - Un minimum de cinq diamètres de tuyau rectilignes est requis en aval de la plaque à orifice, pour réduire les effets de perturbation causés par la tuyauterie.

La longueur de tuyauterie rectiligne requise en amont de la plaque à orifice est cependant influencée par plusieurs facteurs, notamment :

  • Le rapport ß ; c’est la relation entre le diamètre de l’orifice et le diamètre du tuyau (voir Équation 4.3.1), et serait typiquement de 0,7.
  • La nature et la géométrie de l’obstruction précédente. Quelques exemples d’obstructions sont illustrés à la Figure 4.3.4 : Le Tableau 4.3.1 combine le rapport ß et la géométrie de la tuyauterie pour recommander le nombre de diamètres rectilignes de tuyauterie nécessaires pour les configurations illustrées à la Figure 4.3.4.

Dans les situations particulièrement difficiles, des redresseurs de débit peuvent être utilisés. Ils sont traités plus en détail dans le Module 4.5. Avantages des débitmètres vapeur à plaque à orifice :

  • Simple et robuste.
  • Bonne précision.
  • Faible coût.
  • Aucun étalonnage ou réétalonnage n’est nécessaire à condition que les calculs, les tolérances et l’installation soient conformes à l’ISO 5167. Inconvénients des débitmètres vapeur à plaque à orifice :
  • Le turndown est limité entre 4:1 et 5:1 en raison de la relation de racine carrée entre le débit et la perte de pression.
  • La plaque à orifice peut se déformer à cause du coup de bélier et peut se boucher dans un système mal conçu ou installé.
  • Le bord vif de l’orifice peut s’éroder avec le temps, en particulier si la vapeur est humide ou sale. Cela modifiera les caractéristiques de l’orifice, et la précision sera affectée. Des inspections et des remplacements réguliers sont donc nécessaires pour garantir la fiabilité et la précision.
  • La longueur installée d’un système de débitmètrage à plaque à orifice peut être importante ; un minimum de 10 diamètres de tuyau rectilignes et dégagés en amont et 5 en aval peut être nécessaire pour la précision. Cela peut être difficile à atteindre dans les installations compactes. Considérons un système utilisant une tuyauterie de 100 mm, le rapport ß est de 0,7, et la disposition est similaire à celle illustrée à la Figure 4.3.4(b) :

La longueur de tuyauterie amont requise serait = 36 x 0,1 m = 3,6 m

La longueur de tuyauterie aval requise serait = 5 x 0,1 m = 0,5 m

La longueur totale de tuyauterie rectiligne requise serait = 3,6 + 0,5 m = 4,1 m

Applications typiques des débitmètres vapeur à plaque à orifice :

  • Partout où le débit reste dans la plage limitée de turndown entre 4:1 et 5:1. Cela peut inclure la chaufferie et les applications où la vapeur est distribuée à plusieurs installations, certaines en ligne, certaines hors ligne, mais le débit global reste dans la plage.

Débitmètres à turbine L’élément primaire d’un débitmètre à turbine se compose d’un rotor à multiples pales monté à angle droit par rapport à l’écoulement et suspendu dans le flux de fluide sur un roulement à faible friction. La vitesse de rotation de la turbine est proportionnelle à la vitesse, et donc au débit volumétrique du fluide mesuré. En connaissant la densité du fluide, le débit massique peut ensuite être calculé si nécessaire.

La vitesse de rotation de la turbine peut être déterminée à l’aide d’un capteur de proximité électronique monté à l’extérieur de la tuyauterie, qui compte les impulsions, comme illustré à la Figure 4.3.5. Débitmètres à turbine pour liquides (condensat) Les débitmètres à turbine pour liquides, tels que le condensat, sont généralement conçus avec un diamètre de rotor légèrement inférieur au diamètre intérieur de la chambre de débitmétrie.

Dans les grandes tuyauteries, pour minimiser les coûts, l’élément turbine peut être installé dans une dérivation de tuyauterie, ou même le corps du débitmètre peut intégrer une dérivation ou un bypass, comme illustré à la Figure 4.3.6.

Les débitmètres à bypass comprennent une plaque à orifice dimensionnée pour fournir une restriction suffisante pour qu’un échantillon du débit principal passe à travers un circuit parallèle. Bien que la vitesse de rotation de la turbine puisse toujours être déterminée comme expliqué précédemment, il existe de nombreuses unités plus anciennes encore en service qui possèdent une sortie mécanique, comme illustré à la Figure 4.3.6.

De toute évidence, la friction entre l’arbre de la turbine et le presse-étoupes peut être significative avec cette disposition mécanique. Débitmètres à turbine d’insertion pour vapeur, gaz et liquides : Les débitmètres à turbine d’insertion sont de plus en plus populaires : leur principal avantage est qu’ils peuvent être installés en conditions de processus complètes, sans nécessiter l’arrêt de la ligne de processus. Cela est réalisé par « perçage sous pression ». Leur principe de fonctionnement reste le même que celui des débitmètres à turbine pour liquides, où la fréquence de rotation des pales du rotor est mesurée à l’aide d’un capteur à effet magnétique. Le débitmètre à turbine d’insertion mesure la « vitesse ponctuelle » dans un tuyau, et l’électronique du microprocesseur utilise ensuite un facteur de profil pour relier la vitesse ponctuelle à la vitesse moyenne dans le tuyau. Le calculateur de débit met continuellement à jour ce facteur de profil en fonction de la vitesse ponctuelle et du diamètre du tuyau. Une fois la vitesse moyenne connue, le débit volumétrique peut être calculé en utilisant la section du tuyau. L’ajout d’un capteur de température ou de pression permet au débitmètre de mesurer la densité du fluide et de calculer le débit massique.

Avantages des débitmètres à turbine d’insertion :

  • Peuvent être installés en conditions de processus complètes.
  • Relativement peu coûteux sur les grandes tuyauteries.
  • Peuvent être utilisés sur tous les fluides.
  • Faible perte de charge induite car l’obstruction au débit est minimale.
  • Précision modérée, typiquement ±2% de la lecture (vapeur) et ±1,5% (condensat).
  • Mesure précise du débit jusqu’à un turndown de 25:1.
  • Longueurs d’installation relativement compactes, nécessitant typiquement seulement 10D et 5D de tuyauterie rectiligne respectivement en amont et en aval du débitmètre. Peuvent mesurer le débit dans les grandes tuyauteries (> DN400).

Inconvénients des débitmètres à turbine d’insertion :

  • Relativement coûteux lorsqu’utilisés sur les petits tuyaux.
  • Les pièces mobiles nécessitent une maintenance régulière.
  • La vapeur humide peut endommager la turbine et affecter la précision. Applications typiques des débitmètres à turbine d’insertion :
  • Vapeur saturée sèche.
  • Vapeur surchauffée.
  • Lignes de retour de condensat, cependant, il faut veiller à éliminer l’air et la vapeur flash avant la débitmétrie.
  • Applications gaz et air. Débitmètres à section variable Le débitmètre à section variable (Figure 4.3.8), souvent appelé rotamètre, se compose d’un tube vertical à diamètre conique avec le petit diamètre à l’extrémité inférieure, et d’un flotteur autorisé à se déplacer librement dans le fluide. Lorsque le fluide traverse le tube, la position du flotteur est en équilibre avec :
  • La force dynamique ascendante du fluide.
  • La force descendante résultant de la masse du flotteur.
  • La position du flotteur est donc une indication du débit. En pratique, ce type de débitmètre sera un mélange de :
  • Un flotteur sélectionné pour fournir un poids donné et une résistance chimique au fluide. Le matériau de flotteur le plus courant est l’acier inoxydable grade 316, cependant d’autres matériaux tels que le Hastelloy C, l’aluminium ou le PVC sont utilisés pour des applications spécifiques.

Sur les petits débitmètres, le flotteur est simplement une bille, mais sur les débitmètres plus grands, des flotteurs de formes spéciales sont utilisés pour améliorer la stabilité.

  • Un tube conique, qui fournira une échelle de mesure typiquement comprise entre 40 mm et 250 mm sur la plage de débit de conception. Habituellement, le tube sera en verre ou en plastique. Cependant, si la rupture du tube pourrait présenter un danger, soit un protecteur peut être placé autour du verre, soit un tube métallique peut être utilisé.

Avec un tube transparent, les lectures de débit sont prises en observant le flotteur sur une échelle. Pour les applications à plus haute température où le matériau du tube est opaque, un dispositif magnétique est utilisé pour indiquer la position du flotteur.

Parce que la surface annulaire autour du flotteur augmente avec le débit, la pression différentielle reste presque constante. Avantages des débitmètres à section variable :

  • Sortie linéaire.
  • Le turndown est d’environ 10:1.
  • Simple et robuste.
  • La perte de charge est minimale et assez constante. Inconvénients des débitmètres à section variable :
  • Le tube doit être monté verticalement (voir Figure 4.3.9).
  • Parce que les lectures sont généralement prises visuellement et que le flotteur a tendance à bouger, la précision n’est que modérée. Cela est aggravé par l’erreur de parallaxe aux débits plus élevés, car le flotteur est à une certaine distance de l’échelle.
  • Les tubes coniques transparents limitent la pression et la température. Applications typiques des débitmètres à section variable :
  • Mesure des gaz.
  • Mesure de débit d’air de petit diamètre - Dans ces applications, le tube est fabriqué en verre, avec des graduations marquées à l’extérieur. Les lectures sont prises visuellement.
  • Applications de laboratoire.
  • Les rotamètres sont parfois utilisés comme dispositif d’indication de débit plutôt que comme dispositif de mesure de débit. Débitmètres à section variable à ressort Le débitmètre à section variable à ressort (une extension du débitmètre à section variable) utilise un ressort comme force d’équilibre. Cela rend le débitmètre indépendant de la gravité, permettant son utilisation dans n’importe quel plan, même à l’envers. Cependant, dans sa configuration fondamentale (comme illustré à la Figure 4.3.10), il existe également une limitation : la plage de déplacement est contrainte par la plage linéaire du ressort et les limites de déformation du ressort. Cependant, une autre caractéristique importante est également révélée : si la section de passage (la zone entre le flotteur et le tube) augmente à un rythme approprié, alors la pression différentielle à travers le débitmètre à section variable à ressort peut être directement proportionnelle au débit.

Pour récapituler quelques déclarations antérieures Avec les débitmètres à plaque à orifice :

  • À mesure que le débit augmente, la pression différentielle augmente également.
  • En mesurant cette différence de pression, il est possible de calculer le débit à travers le débitmètre.
  • La section de passage (par exemple, la taille du trou dans la plaque à orifice) reste constante. Avec tout type de débitmètre à section variable :
  • La pression différentielle reste presque constante lorsque le débit varie.
  • Le débit est déterminé à partir de la position du flotteur.
  • La section de passage (la zone entre le flotteur et le tube) à travers laquelle le débit passe augmente avec l’augmentation du débit. La Figure 4.3.11 compare ces deux principes. Le principe à section variable à ressort est un hybride entre ces deux dispositifs, et soit :
  • Le déplacement du flotteur - Option 1 ou
  • La pression différentielle - Option 2 …peut être utilisé pour déterminer le débit à travers le débitmètre.

Dans l’Option 1 (détermination du déplacement du flotteur ou « clapet »). Cela peut être développé pour les systèmes vapeur par :

  • L’utilisation d’un ressort de torsion pour donner une meilleure plage de fonctionnement.
  • L’utilisation d’un système de bobines pour déterminer avec précision l’angle du « clapet » déplacé lorsque la vapeur traverse le débitmètre. Dans l’Option 2 (Figure 4.3.13), à savoir la détermination de la pression différentielle, ce concept peut être développé davantage par la mise en forme du flotteur pour donner une relation linéaire entre la pression différentielle et le débit. Voir Figure 4.3.13 pour un exemple de débitmètre à section variable à ressort mesurant la pression différentielle. Le flotteur est appelé cône en raison de sa forme. Avantages d’un débitmètre à section variable à ressort (SLVA) :
  • Turndown élevé, jusqu’à 100:1.
  • Bonne précision ±1% de la lecture pour l’unité de pipeline.
  • Compact - une unité wafer DN100 ne nécessite que 60 mm entre les brides.
  • Adapté à de nombreux fluides. Inconvénients d’un débitmètre à section variable à ressort :
  • Peut être coûteux en raison des accessoires requis, tels que la cellule DP et le calculateur de débit. Applications typiques d’un débitmètre à section variable à ressort :
  • Débitmétrie de chaufferie.
  • Débitmétrie de grandes installations. Pour garantir qu’un débitmètre atteint ses performances optimales, une installation correcte est essentielle.

La Figure 4.3.14 illustre une station de débitmétrie vapeur typique utilisant un débitmètre SLVA et identifie les autres composants recommandés nécessaires pour des performances optimales. Il convient de noter que chaque application est différente et que d’autres débitmètres peuvent nécessiter des composants différents de ceux illustrés à la Figure 4.3.14. Débitmètre à cible à section variable (TVA) Le débitmètre TVA fonctionne selon le principe bien établi de la section variable à ressort (SLVA), où la section d’un orifice annulaire est continuellement modifiée par un cône mobile de forme précise.

Ce cône est libre de se déplacer axialement contre la résistance d’un ressort.

Cependant, contrairement aux autres débitmètres SLVA, le TVA ne repose pas sur la mesure de la chute de pression différentielle à travers le débitmètre pour calculer le débit, mesurant plutôt la force causée par la déflexion du cône via une série de jauges de déformation de très haute qualité. Plus le débit de vapeur est élevé, plus la force est grande. Cela élimine le besoin de transmetteurs de pression différentielle coûteux, réduisant les coûts d’installation et les problèmes potentiels (Figure 4.3.15).

Le TVA possède un capteur de température interne, qui fournit une compensation complète de la densité pour les applications de vapeur saturée. Le débitmètre vapeur TVA (Figure 4.3.15) possède une incertitude de système (précision) conformément à l’EN ISO / IEC 17025, de :

• ±2% du débit réel avec un niveau de confiance de 95% sur une plage de 10% à 100% du débit nominal maximum.

• ±0,2% FSD avec un niveau de confiance de 95% de 2% à 10% du débit nominal maximum.

Comme le TVA est une unité autonome, l’incertitude indiquée concerne le système complet. De nombreux débitmètres revendiquent une incertitude pour l’unité de pipeline, mais pour le système entier, les valeurs d’incertitude individuelles de tout équipement associé, telles que les cellules DP, doivent être prises en compte.

Le turndown d’un débitmètre est le rapport du débit maximum au débit minimum sur lequel il répondra à ses performances spécifiées, ou sa plage de fonctionnement. Le débitmètre TVA possède un turndown élevé pouvant atteindre 50:1, donnant une plage de fonctionnement jusqu’à 98% de son débit maximum. Orientations de débit L’orientation du débitmètre TVA peut avoir un effet sur les performances de fonctionnement. Installé dans une tuyauterie horizontale, le TVA a une limite de pression vapeur de 32 bar g et un turndown de 50:1. Comme illustré à la Figure 4.3.17, si le TVA est installé avec un sens d’écoulement vertical, la limite de pression est réduite en raison de la perte du joint d’eau protégeant l’électronique de la température de la vapeur.

De plus, le turndown sera réduit si le débit est vertical ascendant. Cela s’explique par le fait que le poids du cône le fait s’appuyer contre l’orifice aux débits faibles. Une fois le cône à cette position, le capteur ne peut plus détecter avec précision une réduction supplémentaire du débit. Débitmètres ultrasoniques Le principe de fonctionnement d’un débitmètre ultrasonique « temps de transit » est basé sur la mesure du temps nécessaire aux impulsions ultrasoniques pour passer entre deux transducteurs fixés au tuyau du fluide surveillé (Figure 4.3.18). Chaque transducteur émet alternativement des impulsions ultrasoniques où le temps nécessaire à chaque impulsion pour atteindre l’autre transducteur est affecté par la vitesse du fluide circulant dans le tuyau. En connaissant ces informations, la vitesse d’écoulement peut être calculée, conduisant aux débits volumétriques et massiques du fluide surveillé. Ceci est couvert plus en détail dans le Module 4.2 – Principes de la débitmétrie. Une application typique des débitmètres ultrasoniques est la surveillance énergétique, où les détecteurs de température à résistance (RTD) font partie de l’assemblage des transducteurs. Les RTD mesurent la température du liquide en circulation, permettant de calculer le débit énergétique traversant le tuyau, en utilisant l’équation ci-dessous : L’un des plus grands avantages d’un débitmètre ultrasonique est que les transducteurs ou les RTD sont montés à l’extérieur. Cela signifie qu’il n’y a pas d’installation invasive nécessitant la pénétration de la tuyauterie ni l’arrêt du pipeline. De plus, sans pièces mobiles ni composants dans le débit mesuré, il n’y a pas de problèmes de corrosion et d’érosion, ce qui minimise les besoins de maintenance. Toute maintenance requise peut être effectuée sans nécessiter l’arrêt du pipeline.

Les débitmètres ultrasoniques sont les mieux adaptés à la surveillance des liquides, tels que la mesure du retour de condensat. Le fluide traversant le tuyau mesuré doit être monophasique, autrement dit la ligne doit être noyée. Les débitmètres ultrasoniques ne peuvent pas mesurer avec précision un mélange d’eau et de vapeur ou d’air, par exemple. Avantages des débitmètres ultrasoniques :

  • Installation rapide et simple, ne nécessitant aucun temps d’arrêt de l’installation, car tous les composants sont montés à l’extérieur.
  • Mesure de débit bidirectionnelle.
  • Hautement précis (jusqu’à 1% du débit).
  • Peut être utilisé pour mesurer le débit énergétique.
  • La conductivité du fluide n’est pas un problème.
  • Les fluides corrosifs ne sont pas un problème.
  • Un turndown de 30:1 est réalisable avec une installation correcte.
  • Le coût de l’unité est indépendant de la taille de la tuyauterie, ce qui le rend commercialement attractif pour les grandes tuyauteries. Inconvénients des débitmètres ultrasoniques :
  • Pour les liquides monophasiques uniquement.
  • Des longueurs de tuyauterie rectiligne de 10-30D sont nécessaires.
  • Moins précis que les débitmètres en ligne.
  • Peu fiable s’il y a plus de 5% de gaz ou de vapeur dans la tuyauterie. Applications typiques des débitmètres ultrasoniques :
  • Mesure de débit liquide : comme pour tous les liquides, il faut veiller à éliminer l’air et les gaz avant leur mesure. Si l’unité est utilisée pour la débitmétrie du condensat, il est important que la ligne soit noyée et qu’aucune vapeur vive ou flash ne soit présente.
  • Surveillance énergétique pour les applications de chauffage et de refroidissement. Chaque débitmètre ultrasonique fonctionne entre des forces de signal minimales et maximales pour fournir des lectures de mesure précises. Si la force du signal est trop faible, le débitmètre ne détectera pas le débit, et si la force du signal dépasse la force de signal maximale spécifiée, la tuyauterie deviendra « noyée » et le signal reçu entraînera une mesure de débit imprécise. Pour des résultats optimaux, la force du signal doit être dans la plage spécifiée par le fabricant. Débitmètres à vortex Ces débitmètres exploitent le fait que lorsqu’un corps non profilé ou « bluff » est placé dans un écoulement de fluide, des vortex réguliers sont détachés de l’arrière du corps. Ces vortex peuvent être détectés, comptés et affichés. Sur une plage de débits, la fréquence de détachement des vortex est proportionnelle au débit, ce qui permet de mesurer la vitesse.

Le corps bluff provoque un blocage autour duquel le fluide doit circuler. En forçant le fluide à contourner le corps, celui-ci induit un changement dans la direction du fluide et donc de la vitesse. Le fluide le plus proche du corps subit une friction de la surface du corps et ralentit. En raison de la réduction de section entre le corps bluff et le diamètre du tuyau, le fluide plus éloigné du corps est forcé d’accélérer pour faire passer le volume nécessaire de fluide à travers l’espace réduit. Une fois que le fluide a dépassé le corps bluff, il s’efforce de remplir l’espace créé derrière celui-ci, ce qui provoque à son tour un mouvement rotationnel dans le fluide créant un vortex en rotation.

La vitesse du fluide produite par la restriction n’est pas constante des deux côtés du corps bluff. À mesure que la vitesse augmente d’un côté, elle diminue de l’autre. Cela s’applique également à la pression.

Du côté à haute vitesse, la pression est basse, et du côté à basse vitesse, la pression est élevée.

Alors que la pression tente de se redistribuer, la région à haute pression se déplaçant vers la région à basse pression, les régions de pression échangent leurs places et des vortex de forces différentes sont produits alternativement de chaque côté du corps.

La fréquence de détachement et la vitesse du fluide ont une relation quasi linéaire lorsque les conditions correctes sont réunies.

La fréquence de détachement est proportionnelle au nombre de Strouhal (Sr), à la vitesse d’écoulement, et à l’inverse du diamètre du corps bluff. Ces facteurs sont résumés dans l’Équation 4.3.3. Le nombre de Strouhal est déterminé expérimentalement et reste généralement constant pour une large gamme de nombres de Reynolds, ce qui indique que la fréquence de détachement ne sera pas affectée par un changement de densité du fluide, et qu’elle est directement proportionnelle à la vitesse pour tout diamètre de corps bluff donné. Par exemple : Le débit volumétrique qv dans une tuyauterie peut alors être calculé comme illustré dans l’Équation 4.3.4 : Avantages des débitmètres à vortex :

  • Turndown raisonnable (à condition que les vitesses élevées et les pertes de charge élevées soient acceptables).
  • Aucune pièce mobile.
  • Faible résistance à l’écoulement. Inconvénients des débitmètres à vortex :
  • Aux faibles débits, les impulsions ne sont pas générées et le débitmètre peut lire un débit faible voire nul.
  • Les débits maximum sont souvent indiqués à des vitesses de 80 ou 100 m/s, ce qui poserait des problèmes graves dans les systèmes vapeur, en particulier si la vapeur est humide et/ou sale. Les vitesses plus faibles trouvées dans les tuyauteries vapeur réduiront la capacité des débitmètres à vortex.
  • Les vibrations peuvent provoquer des erreurs de précision.
  • Une installation correcte est essentielle, car un joint saillant ou des cordons de soudure peuvent provoquer la formation de vortex, entraînant des imprécisions.
  • De longues longueurs de tuyauterie rectiligne amont doivent être fournies, comme pour les débitmètres à plaque à orifice. Applications typiques des débitmètres à vortex :
  • Mesures directes de vapeur à la fois à la chaufferie et au point d’utilisation.
  • Mesures de gaz naturel pour le débit de combustible de chaudière.