Medidor de vazão de solução de vanádio (magnético): materiais, dimensionamento e aplicações VRFB
Por que os medidores magnéticos são ideais para eletrólitos de vanádio
- Sem peças móveis → sem corrosão do rotor/pá como medidores de vazão de turbina ou medidores de vazão de vórtice .
- Projeto de passagem total, perda de pressão quase zero → circulação estável em chaminés VRFB.
- Excelente resistência química com revestimentos de PTFE/PFA e eletrodos de tântalo .
- Funciona em líquidos condutores — eletrólitos de vanádio (VO 2+ , V 3+ etc.) são condutores, então os medidores magnéticos leem com precisão.
Como um medidor de vazão eletromagnético mede o fluxo de vanádio
Os medidores magnéticos seguem a lei de Faraday. Quando o eletrólito de vanádio condutor passa por um campo magnético, os eletrodos detectam uma voltagem proporcional à velocidade do fluxo, e o transmissor emite um fluxo volumétrico.
Para meios não condutores (por exemplo, alguns solventes), medidores magnéticos não funcionarão — considere medidores de vazão mássica Coriolis ou alternativas ultrassônicas .
Seleção de materiais para soluções de vanádio
Materiais de revestimento (PTFE / PFA vs. borracha)
Escolha os revestimentos com base na acidez, temperatura e sólidos. Para eletrólitos V(II)–V(V) (geralmente ácidos), PTFE/PFA são preferíveis. Borracha é aceitável apenas para condições amenas.
| Liner | Main properties | Recommended applications |
|---|---|---|
| Hard rubber | Resistant to common acids/alkalis at room temperature; not for strong oxidizers | Temp < 65 °C; general acid/alkali/salt solutions |
| PTFE / F46 / PFA | Outstanding chemical inertness; resists boiling HCl, H2SO4, HNO3, mixed acids; poorer abrasion resistance | PTFE: −40~130 °C; F46/PFA: −40~180 °C; strong corrosives, sanitary service |
Eletrodos (recomendado tântalo)
O tântalo se comporta como o vidro em termos de resistência à corrosão: suporta HCl fervente, ácido nítrico e eletrólitos de vanádio; não é adequado para álcalis fortes. Para uso com custo-benefício, Hastelloy ou titânio podem ser considerados, dependendo da composição química.
Como dimensionar um medidor de vazão de solução de vanádio
Defina uma velocidade típica de 0,5 a 3 m/s para precisão e baixa erosão. A tabela abaixo mostra as faixas aproximadas na calibração padrão; confirme com sua janela de velocidade real.
| Mag flow sensor size (mm / inch) | Typical vanadium flow range (m³/h) |
|---|---|
| DN15 (1/2") | 0.06–6.36 |
| DN20 (3/4") | 0.11–11.30 |
| DN25 (1") | 0.18–17.66 |
| DN32 (1-1/4") | 0.29–28.94 |
| DN40 (1-1/2") | 0.50–45.22 |
| DN50 (2") | 0.71–70.65 |
| DN65 (2-1/2") | 1.19–119.40 |
| DN80 (3") | 1.81–180.86 |
| DN100 (4") | 2.83–282.60 |
| DN125 (5") | 4.42–441.56 |
| DN150 (6") | 6.36–635.85 |
Precisão: ±0,5% padrão; opcional ±0,2%. Temperatura: −20~180 °C (dependendo do revestimento). Tamanhos dos tubos: 0,1"–40".
Se você precisar de medições de vazão muito baixa ou de alto alcance, podemos personalizar transmissores e revestimentos para seu eletrólito.
Exemplo de aplicação VRFB
Em sistemas VRFB, dois eletrólitos de vanádio circulam pelas pilhas de células. Os medidores magnéticos mantêm a taxa de circulação ideal: muito lento reduz a potência de saída; muito rápido desperdiça energia da bomba.
Dicas de instalação para medidores de vazão de solução de vanádio
- Mantenha execuções diretas (por exemplo, 5D upstream / 3D downstream) ou siga as especificações do seu modelo.
- Certifique-se de que o tubo esteja cheio; evite bolsões de gás. Instale com os eletrodos em uma linha horizontal.
- Use anéis de aterramento adequados; escolha juntas de PTFE/PFA compatíveis com o eletrólito.
Limitações
Medidores magnéticos requerem líquidos condutores e uma velocidade mínima (~0,3 pés/s) para melhor precisão. Para solventes não condutores, considere medidores Coriolis ou ultrassônicos .
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A Silver Automation Instruments fornece medidores magnéticos revestidos de PTFE/PFA com eletrodos de tântalo para VRFB e serviços químicos, além de opções para aplicações de baixo fluxo, alta temperatura e sanitárias.
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Perguntas frequentes sobre medidores de vazão de vanádio
Qual material de eletrodo é melhor para eletrólito de vanádio?
O tântalo é recomendado para eletrólitos ácidos fortes; evite álcalis fortes.
Para qual velocidade devo projetar?
Normalmente, 0,5–3 m/s equilibram a precisão e o controle de erosão em loops VRFB.
Os medidores magnéticos causam perda de pressão?
Eles são de passagem plena; a perda de pressão é insignificante em comparação com medidores de turbina/vórtice.
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