di Duilio Curcio
Il dimensionamento di un flussimetro è un passaggio importante nella scelta di questo strumento, che deve essere effettuata tenendo conto di diversi aspetti; perché tutto funzioni, nell’installazione di un flussimetro è necessario seguire alcune semplici regole che esporremo più avanti.
Come scegliere un flussimetro
Il flussimetro (o flussometro) è uno strumento di misura istantanea della portata di liquidi o gas: il valore misurato si rileva con buona precisione sulla scala graduata, che solitamente è serigrafata sul corpo principale dello strumento.
Per una corretta scelta del flussimetro è necessario seguire i seguenti passi:
- definizione della tipologia di fluido (acqua, aria, fluidi corrosivi) e delle sue proprietà chimico-fisiche assieme a tutte le informazioni di sicurezza e tossicità;
- determinazione della direzione del fluido;
- verifica delle specifiche dimensionali e costruttive delle tubazioni in cui il fluido viene convogliato;
- individuazione dell’intervallo di misura da rilevare in relazione ai livelli massimo e minimo di portata da monitorare;
- accuratezza della misura.
In commercio esistono varie tipologie di flussimetri:
- flussimetri ad area variabile (rotametri);
- flussimetri a pistone;
- flussimetri ad ultrasuoni;
- flussimetri a turbina;
- flussimetri magnetici.
Il flussimetro ad area variabile
Lo strumento più utilizzato per la misura della portata dei fluidi è il flussimetro ad area variabile, detto anche rotametro, impiegato sia in ambito domestico che industriale (es. impianti chimici o di trattamento delle acque).
La sua ampia diffusione è dovuta alla semplicità dell’installazione e dell’utilizzo, all’ampio intervallo di misura e ai costi estremamente contenuti.
Il principio di funzionamento di tale strumento si basa sulla variabilità della sezione e, quindi, sulla traslazione del galleggiante sospeso nel fluido che si muove dal basso verso l’alto all’interno del tubo sagomato. La posizione di equilibrio del galleggiante all’interno del corpo graduato indica la portata del fluido che sta attraversando lo strumento (cfr. Figura 1).
Accorgimenti per l’installazione dei flussimetri ad area variabile
Nel flussimetro ad area variabile, la posizione del galleggiante lungo la scala di misura dipende fondamentalmente dall’equilibrio tra la forza di galleggiamento (proporzionale alla densità del fluido ed al volume del galleggiante) e la forza di gravità (legata alla massa del galleggiante). Pertanto, in fase di installazione è fondamentale tenere in conto specifici accorgimenti per un funzionamento ottimale del flussimetro (cfr. Figura 2):
1) lo strumento di misura deve essere montato in verticale e con direzione del flusso dal basso verso l’alto;
2) al fine di evitare fenomeni di turbolenza, la lunghezza del tratto di tubazione a monte dello strumento deve essere pari a L1= min. 7*DN della tubazione, mentre quella del tratto di tubazione a valle deve essere pari a L2= min. 5*DN della tubazione;
3) per eventuali interventi di manutenzione o sostituzione dello strumento, è necessario prevedere due valvole di chiusura (una a monte e una a valle dello strumento), nonché un percorso di by-pass anch’esso dotato di idonea valvola.
Case study: scelta e dimensionamento del flussimetro mod. ASV Stubbe DFM350
I flussimetri ASV Stubbe DFM185 – DFM200 – DFM350 sono realizzati in materiale termoplastico, con tubo di misura in PVC trasparente, PA, PSU o PVDF e galleggiante in PVDF (con o senza magnete incorporato nel caso di controllo remoto del processo).
Solitamente la scala serigrafata sul corpo principale del flussimetro considera come fluido di riferimento l’acqua ad una temperatura di 20°C e alla pressione nominale PN di 10 bar.
Scale di misura speciali saranno fornite nel caso di aria, NaOH, HCl o FeCl3 o, in linea generale, nel caso di fluidi con specifiche chimico-fisiche differenti da quelle dell’acqua.
Qui di seguito vengono ora illustrati i passi utili per la scelta del flussimetro più idoneo ad una tipica applicazione, ad esempio un impianto chimico.
Sono note le seguenti specifiche:
- applicazione: impianto chimico;
- fluido: acqua;
- portata (Q): 5000 l/h;
- temperatura dell’acqua (T): 60°C;
- massima caduta di pressione (p): 20 mbar;
- pressione di esercizio (P): 3 bar.
Consultando la scheda tecnica dei flussimetri ASV Stubbe DFM185 – DFM200 – DFM350, per una portata di acqua (nota) Q= 5000 l/h, lo strumento più idoneo è il mod. DFM350, DN 50 mm, lunghezza= 350 mm (cfr. Figura 4).
Individuato il modello del flussimetro, dal “Diagramma Pressione-Temperatura” fornito dal costruttore si verifica se lo strumento è idoneo all’applicazione sopra descritta dal punto di vista costruttivo, prendendo un considerazione materiali del corpo trasparente, del galleggiante, degli elementi di tenuta ed dei collari di giunzione.
Come si può notare dal diagramma in Figura 5, il punto di intersezione tra temperatura (nota) dell’acqua T=60°C e pressione di esercizio P=3 bar ricade all’interno dell’area di “lavoro” dello strumento mod. DFM350 in PVDF che, di conseguenza, risulta idoneo per il caso in esame.
