Questo articolo spiega cosa sono i rotametri. Scoprirai il significato di un rotametro, le sue parti, come funziona questo strumento, i diversi tipi di rotametro ed infine i vantaggi e gli svantaggi dell’utilizzo di un rotametro.
Cos’è un rotametro?
Un rotametro è uno strumento da laboratorio utilizzato per misurare il flusso di un fluido. In poche parole, il rotametro è uno strumento utilizzato per determinare la portata di un fluido.
Il rotametro è quindi una sorta di flussometro.
Ricordare che il flusso o dispendio volumetrico è definito come la quantità di flusso per unità di tempo che scorre attraverso una sezione di un tubo.
Generalmente i rotametri vengono utilizzati per misurare il flusso di liquidi, solitamente acqua. Sebbene possano essere utilizzati anche per conoscere il flusso di gas.
Parti di un rotametro
Il rotametro è un tubo conico, solitamente di vetro o plastica, con una parte interna chiamata galleggiante che si muove verticalmente su e giù a seconda del flusso del fluido.
Quindi, le parti di un rotametro sono le seguenti:
- Galleggiante : è una parte che si trova all’interno del rotametro. Il galleggiante si muove verticalmente nel rotametro in base alla portata del fluido, maggiore è la portata, maggiore sarà. Questa è la parte del rotametro che segna il valore della portata del fluido.
- Scala : indica il valore della portata misurata. Il limite del galleggiante segnerà la linea della scala che corrisponde al flusso del fluido.
- Guida : parte interna al rotametro attraverso la quale si muove il galleggiante. Viene utilizzato per garantire che il galleggiante si muova verticalmente.
- Tubo di misura : tubo nel quale si muove il galleggiante, costituito dal corpo del rotametro.
- Arresto inferiore : questo è il limite inferiore del galleggiante. Quando non misura alcun flusso, il galleggiante rimane fermo in questa posizione.
- Arresto superiore : è il limite superiore del galleggiante. Si raccomanda che il galleggiante non raggiunga il fermo superiore per evitare danni.
Come funziona un rotametro?
Una volta vista la definizione di rotametro e quali sono le sue parti, vedremo il funzionamento di questo apparecchio così diffuso nei laboratori.
Quando un fluido scorre attraverso il rotametro, sul galleggiante agiscono due forze. Da un lato il fluido esercita una forza verticale verso l’alto e dall’altro il peso del galleggiante è una forza verticale che lo spinge verso il basso. Pertanto, il funzionamento del rotametro si basa sulla ricerca del punto di equilibrio tra la forza esercitata dal fluido e la forza del peso del galleggiante.
Come abbiamo visto nella sezione precedente, il rotametro è costituito da un tubo conico, quindi la sezione del tubo aumenta man mano che il galleggiante sale. Di conseguenza diminuisce la velocità e la forza esercitata dal fluido sul galleggiante.
In tal modo il galleggiante salirà, e contemporaneamente la forza del fluido sul galleggiante diminuirà, fino a che detta forza sarà equivalente alla forza del peso del galleggiante. In questo momento, il galleggiante rimarrà in equilibrio e smetterà di muoversi.
Una volta fermo il galleggiante è necessario guardare la scala del rotametro, precedentemente tarato, per leggere la misura del flusso. Il valore del flusso sarà il numero sulla scala che coincide con il limite superiore del galleggiante.
In breve, maggiore è la portata, maggiore sarà l’innalzamento del galleggiante nel rotametro. Ed una volta che il galleggiante si sarà stabilizzato in un punto, il valore indicato dalla scala rotametrica sarà il valore della portata del fluido.
Nota: per il corretto funzionamento del rotametro è necessario che sia in posizione verticale. In caso contrario la misura rilevata dal rotametro risulterà errata.
Tipi di rotametri
Esistono diversi tipi di rotametri a seconda del materiale e dell’utilizzo. Di seguito puoi vedere i diversi tipi di rotametri:
- Rotametro di spurgo – rotametro per fluidi con basse portate e densità.
- Rotametro di vetro – rotametro il cui tubo è di vetro. Questo tipo di rotametro dura di più e permette di visualizzare l’interno del tubo.
- Rotametro in plastica – Rotametro in plastica. Sono economici e durano più a lungo rispetto ad altri tipi di rotametri, ma non sono utili per portate elevate.
- Rotametro in metallo : rotametro ideale per flussi ad alte temperature e pressioni. Il suo range di misurazione è generalmente molto ampio.
- Rotametro di bypass : rotametro che viene utilizzato solo per misurare la portata nella membrana.
- Rotametro acrilico : rotametro di piccolo diametro molto utile per misurare con precisione il flusso.
- Rotametro con trasduttori elettrici : questo tipo di rotametro utilizza un sistema magnetico per tracciare i cambiamenti generati all’ingresso del flusso del tubo.
- Rotametro trasduttore pneumatico : questo tipo di rotametro esegue misurazioni utilizzando un meccanismo magnetico.
Vantaggi e svantaggi di un rotametro
In quest’ultima sezione analizzeremo vantaggi e svantaggi del rotametro, poiché, per le sue caratteristiche, risulta migliore rispetto ad altri tipi di strumenti di misura in determinate situazioni.
I vantaggi del rotametro sono i seguenti:
- Un rotametro non richiede energia elettrica. Un grande vantaggio dei rotametri è che non necessitano di alcuna energia esterna per essere utilizzati, il loro funzionamento si basa su un principio meccanico.
- È uno strumento da laboratorio molto semplice da utilizzare.
- Il rotametro è un dispositivo economico rispetto ad altri contatori.
- La scala del rotametro è praticamente lineare, rendendo la misurazione più facile da leggere.
D’altra parte, un rotametro presenta i seguenti svantaggi:
- La scala del rotametro richiede calibrazione. Pertanto, la scala di un rotametro sarà efficace solo per una determinata sostanza. Se si cambia il fluido è necessario cambiare o ricalibrare anche il rotametro.
- Per eseguire la misurazione, un rotametro deve essere orientato completamente in verticale. Il funzionamento del rotametro, infatti, si basa sulla forza di gravità esercitata sul galleggiante.
- È facile sbagliare nella lettura della misura, perché difficilmente il galleggiante rimane completamente fermo, si muove leggermente. Inoltre, il limite del galleggiante può trovarsi al centro di due segni sulla scala rotametrica.
- In generale, la lettura non può essere automatizzata da una macchina, ma le misurazioni devono essere lette manualmente.
- Se un fluido è molto scuro, può rendere difficile la lettura della misurazione.