Transcript of Medidores de flujo
- 1. Laboratorio de Operaciones Unitarias I (INQ 344) Prof.
Elizabeth Meja Medidores de Flujo Sustentante: Leonela Martes
Hernandez 100175491
- 2. Tambin llamados Caudalmetros, son dispositivos utilizados
para la medicin de los caudales (Q) o gastos volumtricos de un
fluido, o para la medicin de el gasto msico. El primer medidor de
flujo registrado Data del siglo XVIII a manos de el fsico italiano
Giovanny Venturi, quien cre el dispositivo (tubo de Venturi) en
base al principio de Bernoulli y de la continuidad de masa.
- 3. En la industria, los materiales con los que trabajamos son
transportados en la mayora de los casos como fludos, por tanto, es
necesario tener un medio por el cual podamos conocer la cantidad de
fluido que entra y sale de un proceso y la velocidad del
mismo.
- 4. Medidores de Perforacin total. Operan sobre todo el fluido
dentro de la tubera. Medidores de Insercin. Miden la velocidad del
flujo en un solo punto. Se puede inferir con exactitud al utilizar
este tipo de medidores. Algunos medidores miden la velocidad
volumtrica directamente, pero algunos solo miden la simple
velocidad o la velocidad media.
- 5. Un tubo de Venturi es un dispositivo inicialmente diseado
para medir la velocidad de un fluido aprovechando el efecto
Venturi. Efectivamente, conociendo la velocidad antes del
estrechamiento y midiendo la diferencia de presiones, se halla
fcilmente la velocidad en el punto problema. En la Industria
Automotriz: en el carburador del carro, el uso de ste se pude
observar en lo que es la Alimentacin de Combustible. Es importante
tomar en cuenta la cavitacin en el uso de este dispositivo.
- 6. Formula para fluidos sin friccin: Formula para fluidos con
friccin:
- 7. Es una placa taladrada y maquinada, montada entre dos bridas
y con un orificio concntrico (puede variar) con la tubera en la que
est instalado. Tiene tomas de presin a la entrada y salida del
orificio, las cuales se conectan a un manmetro o medidor de presin.
Desventajas en el uso de la placa de orificio Es inadecuada en la
medicin de fluidos con slidos en suspensin. No conviene su uso en
medicin de vapores, se necesita perforar la parte inferior. El
comportamiento en su uso con fluidos viscosos es errtico ya que la
placa se calcula para una temperatura y una viscosidad dada.
Produce las mayores prdidas de presin en comparacin con otros
elementos primarios de medicin de flujos.
- 8. El principio de funcionamiento es el mismo que para el Tubo
de Venturi, calculan el flujo y las velocidades a partir de la
diferencia de presin. Para un medidor previamente calibrado
utilizamos la siguiente ecuacin: El coeficiente de chorro ( )
corrige la contraccin del chorro del uido entre el oricio y la vena
contracta.
- 9. Imagen descriptiva del flujo a travs del medidor de placa
con orificio.
- 10. Este consiste en un flotador cilndrico, ms denso que el
fluido, colocado dentro de un tubo cnico vertical con el rea menor
abajo y el rea mayor arriba. Al pasar el flujo de abajo hacia
arriba levanta el flotador con lo cual la posicin de este ser
proporcional al flujo. El Rotmetro pertenece a la gama del los
medidores de rea. Se requiere de una curva de calibracin para
convertir la lectura de la escala en velocidad de ujo.
- 11. Para calcular la relacin entre la posicin del flotador y el
flujo que pasa por el instrumento se aplica la ecuacin de Bernoulli
entre el punto 1 ubicado debajo del flotador y el punto 2 ubicado
encima del flotador: Obteniendo la siguiente ecuacin para la
velocidad de flujo con un rotmetro:
- 12. Consiste en un rotor con labes, semejante a una turbina que
se instala en el centro de una tubera y gira con una velocidad
angular directamente proporcional al flujo. Se puede utilizar para
medir flujo de gases y liquidos limpios filtrados. Las aspas del
motor estn hechas de un material magntico. La medicin del
dispositivo tiene mucha exactitud en las condiciones adecuadas.
(EX- 0.3 %)
- 13. Se utilizan dos convertidores para medir la velocidad del
flujo: 1 - El de Reluctancia. La velocidad de la turbina viene
determinada por el paso de los alabes individuales a travs del
campo magntico creado por un imn permanente montado en la bobina
captadora exterior. El paso de cada alabe vara la reluctancia del
circuito magntico, esta variacin cambia el flujo inducido en la
bobina captadora producindose una corriente alterna proporcional a
la velocidad de la turbina. 2 - El de tipo inductivo. El rotor
lleva incorporado un imn permanente y el campo magntico giratorio
que se origina induce una corriente alterna en la bobina captadora
exterior. El material magntico induce un voltage alternado en una
bobina de seal traductora.
- 14. Son medidores no intrusivos y miden la velocidad desde el
exterior del tubo. Est formado por un tubo revestido con material
aislante. Sobre dos puntos diametralmente opuestos de la superficie
interna en los cuales se colocan dos electrodos metalicos entre los
cuales se genera una seal electrica de medida.
- 15. Fundamento Su funcionamento o mtodo de medicin est basado
en la Ley de Faraday, la cual expresa que al pasar un fluido
conductivo por un campo magntico se produce una fuerza
electromagntica (F.E.M) directamente proporcional a la velocidad
del mismo. e = tensin generada en el conductor K = constante B =
intensidad del campo magntico D = distancia entre los electrodos
(dimetro interno de la tubera) v = velocidad del fluido
- 16. Consta de unas Sondas, que trabajan por pares, como emisor
y receptor. La placa piezo-cermica de una de las sondas es excitada
por un impulso de tensin, generndose un impulso ultrasnico que se
propaga a travs del medio lquido a medir, esta seal es recibida en
el lado opuesto de la conduccin por la segunda sonda que lo
transforma en una seal elctrica. Los medidores Ultrasonicos son una
herramienta ideal para aplicaciones de proceso en las cuales es
imposible poder detener el flujo
- 17. DOPPLER: Miden los cambios de frecuencia causados por el
flujo del lquido. Se colocan dos sensores cada uno a un lado del
flujo a medir y se enva una seal de frecuencia conocida a travs del
lquido. Slidos, burbujas y discontinuidades en el lquido harn que
el pulso enviado se refleje, pero como el lquido que causa la
reflexin se est moviendo la frecuencia del pulso que retorna tambin
cambia y ese cambio de frecuencia ser proporcional a la velocidad
del lquido. Hay dos tipos distintos de medidores Ultrasnicos:
TRNSITO: Tienen transductores colocados a ambos lados del flujo. Su
configuracin es tal que las ondas de sonido viajan entre los
dispositivos con una inclinacin de 45 grados respecto a la direccin
de flujo del lquido.
- 18. En la industria a menudo se utiliza equipos de tipo
desplazamiento positivo, estos equipos se utilizan cuando la
precisicion es un factor fundamental para el control de procesos,
como por ejemplo, para transferir productos a los tanques de
almacenamiento. Los medidores de desplazamiento positivo se
encuentran en todas partes porque son seguros, entregan un volumen
medido de lquido, manipulan con gran facilidad fluidos densos,
calientes y vaporizantes.
- 19. Es el instrumento base del mtodo, y consiste simplemente en
un tubo que toma la presin de frente al flujo para desacelerarlo
hasta cero y tomar as la medida de la presin de estancamiento y
otro tubo que toma la presin en un costado de la tubera de forma
perpendicular al flujo. El tubo de Pitot mide directamente la
velocidad del flujo en el punto en donde se toma el valor de la
presin esttica y de estancamiento. Por tanto es muy sensible a la
irregular distribucin de velocidades en la seccin transversal de la
tubera, por eso su uso est limitado a tramos rectos de tubera y
deben tomarse medidas en varios puntos de la seccin. El flujo deber
luego calcularse en funcin del promedio de las velocidades medidas
multiplicadas por el rea de la seccin de tubera.
- 20. Para el flujo en tuberas de fluidos compresibles se puede
utilizar la siguiente ecuacin: Para el flujo en tuberas de fluidos
incompresibles se puede utilizar la siguiente ecuacin: Vo es la
velocidad en el punto donde se ubica el extremo o la punta (m/s,
ft/s), Cpt es el coeficiente de descarga (adimensional), Pin es la
presin de impacto (Pa, Lbf/ft2), Ps presin esttica local (Pa,
Lbf/ft2), gc constante dimensional (10.0 Kg.m/N.s2, 32.2
Lbm.ft/Lbf.s2) y la densidad del fluido medida a la presin Ps y a
la temperatura local (Kg/m3, lb/ft3). k es la razn entre el calor
especifico a prersion constante y el calor especifico a volumen
constante (adimensional) y la densidad del fluido a la temperatura
y presin corriente arriba (Kg/m3, lb/ft3).
- 21. Aplicabilidad a un proceso especfico. Costos de instalacin
y operacin. Intervalos de velocidades a los que se adapta.
Exactitud.
- 22. COMPARATIVA DE LOS DISTINTOS SENSORES DE FLUJO Sensor de
flujo Lquidos recomendados Prdida de presin Exactitud tpica en %
Medidas y dimetros Efecto viscoso Coste Relativo Orificio Lquidos
sucios y limpios; algunos lquidos viscosos Medio 2 a 4 of full
scale 10 a 30 Alto Bajo Tubo Venturi Lquidos viscosos, sucios y
limpios Bajo 1 5 a 20 Alto Medio Tubo Pitot Lquidos limpios Muy
bajo 3 a 5 20 a 30 Bajo Bajo Turbina Lquidos limpios y viscosos
Alto 0.25 5 a 10 Alto Alto Electromagnet. Lquidos sucios y limpios;
lquidos viscosos y conductores No 0.5 5 No Alto Ultrasonic.
(Doppler) Lquidos sucios y lquidos viscosos No 5 5 a 30 No Alto
Ultrasonic. (Time-of-travel) Lquidos limpios y lquidos viscosos No
1 a 5 5 a 30 No Alto
- 23. Conclusiones Tener en cuenta que los Medidores de Flujos
son dispositivos, el cual pueden ser utilizado en muchas
aplicaciones tecnolgicas y aplicaciones de la vida diaria, en donde
conociendo su funcionamiento y su principio de operacin se puede
entender de una manera ms clara la forma en que este nos puede
ayudar para solventar o solucionar problemas o situaciones con las
cuales son comunes e Reconocer que con la ayuda de un medidor de
flujo se pueden disear equipos para aplicaciones especficas o
hacerle mejoras a equipos ya construidos y que estn siendo
utilizados por empresas, en donde se desee mejorar su capacidad de
trabajo utilizando menos consumo de energa, menos espacio fsico y
en general muchos aspectos que le puedan disminuir prdidas o gastos
excesivos a la empresa en donde estos sean necesarios.