ESCUELA MILITAR DE INGENIERAMCAL. ANTONIO JOS DE SUCRE BOLIVIA

TECNOLOGA DEL GAS I

MEDIDORES DE FLUJO DE FLUIDOS DE GAS

MARIO MIGUEL QUIROZ

SANTA CRUZ 201487

ESCUELA MILITAR DE INGENIERAMCAL. ANTONIO JOS DE SUCRE BOLIVIA

TECNOLOGA DEL GAS I

MEDIDORES DE FLUJO DE FLUIDOS

MARIO MIGUEL QUIROZ

TRABAJO DE INVESTIGACIN PARA EL SEPTIMO SEMESTRE DE INGENIERA PETROLERA

DOCENTE: Ing. ORLANDO MELGAR Q.NDICECAPITULO 1. GENERALIDADES11.1 INTRODUCCIN.21.2.OBJETIVO21.3.OBJETIVO ESPECIFICO32.1.LA NATURALEZA DE UN CAUDAL62.2.TERMINOLOGA DE CAUDAL72.2.1.La Ecuacin de Continuidad82.2.2.La Ecuacin de Bernoulli82.2.3.Conservacin de la Masa92.2.4.Esta ley es particularmente relevante para los caudales de gas.92.3.CAUDAL102.4.FACTORES QUE AFECTAN EL FLUJO DE UN FLUIDO102.4.1.Velocidad Del Fluido (V)102.4.2.Tipos De Flujo En Una Tubera102.4.3.Friccin Del Fluido En Contacto Con La Tubera112.4.4.Viscosidad Del Fluido ()112.4.5.Densidad Del Fluido (Gravedad Especfica)112.4.6.Caractersticas De La Velocidad Del Fluido112.4.7.Efectos De La Presin Y De La Temperatura Del Fluido122.5.MEDIDORES DE PRESIN DIFERENCIAL122.5.1.Ventajas De Los Medidores Diferenciales122.5.2. Desventajas132.5.3. PRINCIPALES TIPOS DE MEDIDORES DE PRESIN DIFERENCIAL142.5.3.1.TUBO VENTURI142.5.3.1.1.Aplicaciones del efecto Venturi152.5.3.1.2.Aplicacin de Bernoulli a un Tubo Venturi162.5.3.1.3.Funcionamiento de un tubo de venturi162.5.3.1.4 Aplicaciones tecnolgicas de un tubo de venturi172.5.3.1.5.En el rea de la Limpieza182.5.3.1.5.1.Aparatos de limpieza192.5.3.1.6.Mtodos de captacin de la energa elica202.5.3.1.6.1.Captacin Indirecta212.5.3.1.6.2.rganos enteramente estticos222.5.3.1.7.Energa de las olas222.5.3.1.8.Sombrero Vnturi342.5.3.1.9.El Carburador352.5.3.1.10.qu es y cmo funciona el medidor venturi? 362.5.3.1.11.frmulas372.5.3.2.LA TOBERA392.5.3.2.1.flujo en toberas402.5.3.2.2. flujo de lquidos442.5.3.2.3.flujo de gases y vapores442.5.3.2.4.factor neto y para flujo compresible en toberas472.5.3.3.LA PLACA DE ORIFICIO482.5.3.3.1. Por qu la medicin del gas natural por instrumentos de caja orificio?502.5.3.3.2.Desventajas en el uso de la placa de orificio502.5.3.3.3.Tipos de placas de orificios512.5.3.3.3.1.Orificio segmentado fijo512.5.3.3.3.2.Orificio segmentado ajustable512.5.3.3.4. Ventajas de la medicin del gas natural con placa de orificio522.5.3.3.5.Experiencias con mediciones de gas errneas en cajas de orificio532.5.3.3.6.Analisis de la ecuacion de la placa de orificio 532.6.MEDIDORES DE CAUDAL POR EL PRINCIPIO DE VELOCIDAD582.6.1.MEDIDOR DE TURBINA582.6.1.1.Elementos de un medidor de turbina592.6.1.2. Existen dos tipos de convertidores para captar la velocidad la turbina602.6.2.TURBINA POR RELUCTANCIA602.6.2.1.principio del funcionamiento612.6.2.2.materiales622.6.2.3.Longitud Mnima De Tubera Rectas Aguas Arriba Del Medidor642.6.2.4.Ventajas652.6.2.5.Desventajas662.6.2.6.rangos de trabajo y precisin662.6.3.MEDIDOR VORTEX672.6.3.1.Tipo de materiales682.6.3.3.Instalacin tpica682.6.3.4.Ventajas682.6.4.CAUDALIMETRO VORTEX O SWIRLMETER692.6.4.1.Vortex692.6.4.2.Caractersticas generales692.6.5.MEDIDORES ULTRASNICOS702.6.5.1.Principales caractersticas de los Medidores Ultrasnicos702.6.5.2.Ventajas 712.6.5.3.Desventajas712.6.6.MEDIDOR MAGNTICO712.6.6.1.Caractersticas generales722.6.6.2.El medidor consta de732.6.6.2.1.Trasmisor732.6.6.2.2.Tubo de caudal742.6.6.2.3.Instalacin tpica752.6.6.3.Ventajas762.6.6.4.Desventajas76capitulo 3. MARCO PRACTICO77CAPITULO 4. CONCLUSIN 854.1 CONCLUSIONES86BIBLIOGRAFIA

CAPITULO 1. GENERALIDADESCAPITULO 1. GENERALIDADES 1.1.INTRODUCCINEsta investigacin tiene como meta principal estudiar el efecto, funcionamiento y las aplicaciones tecnolgicas de los medidores de flujo.En la actualidad la medicin del flujo es la variable ms importante en la operacin de una planta, sin esta medida el balance de materia, el control de calidad y la operacin misma de un proceso continuo seran casi imposibles de realizar.Existen muchos mtodos confiables para la medicin de flujo, uno de los ms comunes es el que se basa en la medicin de las cadas de presin causadas por la insercin, en la lnea de flujo, de algn mecanismo que reduce la seccin; al pasar el fluido a travs de la reduccin aumenta su velocidad y su energa cintica,estas son las placas de orificio y el tubo de venturi.La placa de orificio es uno de los dispositivos de medicin ms antiguos, fue diseado para usarse en gases, no obstante se ha aplicado ampliamente y con gran xito para medir el gasto de agua en tuberas. En 1991, se reunieron ingenieros de muchos pases para establecer las caractersticas geomtricas, reglas para la instalacin y operacin de este dispositivo. Como resultado se obtuvo una norma internacional vlida en todo el mundo, esta es la Norma ISO 5167-1, la cual se aplica en Mxico. Tambin tenemos tubo venturi , del cual su invencin data de los aos 1.800, donde su creador luego de muchos clculos y pruebas logr disear un tubo para medir el gasto de un fluido, es decir la cantidad de flujo por unidad de tiempo.Principalmente su funcin se bas en esto, y luego con posteriores investigaciones para aprovechar las condiciones que presentaba el mismo, se llegaron a encontrar nuevas aplicaciones como la de crear vaco a travs de la cada de presin.El Tubo Vnturi es una tubera corta, recta o garganta, entre dos tramos cnicos. Luego otro cientfico mejor este diseo, deduciendo las relaciones entre las dimensiones y los dimetros para as poder estudiar y calcular un Tubo Vnturi para una aplicacin determinada.El estudiante que conozca los fundamentos bsicos y aplicaciones que se presentan en este trabajo debe estar en capacidad para calcular un tubo para sus propias aplicaciones y as aumentar su uso en el mundo real y tecnolgico as como con investigaciones y nuevos diseos mejorar su fundamento y crear nuevos usos de acuerdo a sus necesidades.

1.2.Objetivo generalIdentificar todos los medidores de flujo de gas en especial los de presin diferencial.1.3.Objetivo especifico Determinar los medidores de flujo de presin diferencial para flujo de fluidos de gas Explicar los otros medidores de flujo de fluidos Identificar cul de los medidores de flujo es el ms ptimo Realizar un anlisis de los mtodos de presin diferencial

CAPITULO 2. MARCO TEORICOCAPITULO 2. MARCO TEORICO 2.1.LA NATURALEZA DE UN CAUDALTodos los caudalmetros se ven influenciados en cierto grado por el flujo que van a medir y por el modo cmo este fluye en la tubera o el canal.La mayora de mediciones de caudal implican la medicin de lquidos y/o gases, pero algunos diseos se han adaptado a flujos de polvos y granos. Cuando la materia cuyo caudal se mide est constituida por una nica fase, la precisin de la medicin es mxima. Cuando en el caudal se presentan dos fases, las propiedades de stos pueden llevar a regmenes de flujo inusuales y la medicin se vuelve ms difcil. Cuando se presentan simultneamente, como por ejemplo en la extraccin de petrleo en una plataforma petrolfera en alta mar, es casi imposible conseguir una medicin de caudal precisa.2.2.TERMINOLOGA DE CAUDALTres leyes bsicas rigen la naturaleza de un fluido:- La ecuacin de continuidad- La ecuacin de Bernoulli- La conservacin de la masa2.2.1.La Ecuacin de ContinuidadRepresentacin grfica del significado de la ecuacin de continuidad para fluidos incomprensibles.

FIGURA-1REFRESENTACION DE LA ECUACION DE CONTINUIDAD

Esta ley se refiere a la velocidad del volumen del fluido que pasa por un punto determinado de una tubera. La ley establece que el volumen de fluido (Qv) que pasa por una seccin transversal de una tubera (A) por unidad de tiempo siempre es constante si la densidad es constante, como es el caso de los lquidos.

2.2.2.La Ecuacin de Bernoulli

Representacin grfica del significado de la ecuacin de Bernoulli.

FIGURA-2REPRESENTA EL SIGNIFICADO DE LA ECUACION DE BERNOLLI

Esta ecuacin describe la relacin entre los diferentes estados de energa de un caudal. Tres tipos de energa: Energa potencial, dos componentes:- Energa dependiente de la posicin Z (presin hidrosttica entre dos niveles de tuberas diferentes, conocido como elevacin)- Energa dependiente de una presin externa P (presin en una tubera de agua producida por bombeo) Energa cintica k (energa por la circulacin del fluido, velocidad del caudal).

2.2.3.Conservacin de la MasaPuesto que la materia no se crea ni se destruye, la cantidad total de masa que transporta el caudal (m) en cada punto de la tubera ha de ser constante.

m : Caudal msico.A : rea de la seccin transversal.: Densidad del fluido .V : Velocidad del fluido .

2.2.4.Esta ley es particularmente relevante para los caudales de gas.En el caso de un gas que circule por una tubera de seccin variable; tanto la presin como la densidad cambiarn simultneamente, con lo cual se observa que la medicin de caudales de gases resulta ms compleja.

2.3.CAUDALEl caudal es una indicacin de que tanto fluido en peso o volumen se est moviendo, o sea es que tanta cantidad de fluido est pasando por un determinado punto dentro de un perodo especfico de tiempo. Para realizar esta medicin se utilizan losflujmetros.2.4.FACTORES QUE AFECTAN EL FLUJO DE UN FLUIDO Los factores que mayormente afectan el flujo de un fluido a travs de una tubera son: La velocidad. La friccin del fluido en contacto con la tubera. La viscosidad. La densidad (gravedad especfica). La temperatura. La presin.2.4.1.Velocidad Del Fluido (V)Un fluido en una tubera se puede mover de acuerdo a un patrn de flujo determinado, dependiendo en alto grado, de su velocidad. Estos patrones de flujo se conocen como laminar y turbulento. El flujo laminar es referido, algunas veces, como un flujo viscoso que se distingue por que las molculas del fluido siguen trayectorias paralelas cuando el fluido se mueve a travs de la tubera, tal como se muestra en la figura 8.1. El flujo turbulento, por otra parte, se caracteriza por patrones errticos debido a que la turbulencia crea remolinos que mueven las molculas del fluido a lo largo de trayectorias irregulares, tal como se muestra en la figura 8.1. El trmino de velocidad, cuando se aplica al flujo de fluido en tuberas se refiere a la velocidad promedio del mismo fluido.Se debe utilizar la velocidad promedio ya que la velocidad del fluido vara a travs de la seccin transversal de la tubera.2.4.2.Tipos De Flujo En Una Tubera

FIGURA-3REPRESENTA LOS TIPOS DE FLUJO EN UNA TUBERIA 2.4.3.Friccin Del Fluido En Contacto Con La TuberaLa friccin de la tubera reduce la velocidad del fluido, por lo tanto, se considera un factor negativo. Debido a esta friccin, la velocidad del fluido es menor cerca de la pared que en el centro de la tubera, mientras ms lisa es la tubera, menor es el efecto de la friccin sobre la velocidad del fluido. La ecuacin de Darcy permite calcular la prdida por friccin en pie de fluido.

Donde:D: Dimetro de la tubera (pies).L: Longitud de la tubera (pies).V: Velocidad del fluido (pies/seg.).: Factor de friccin de Fanny.g: Constante de la gravedad (32,17 pies/seg2 9,81 m./seg2).El factor de friccin f es una funcin del nmero de Reynolds y de la rugosidad de la tubera.

2.4.4.Viscosidad Del Fluido ()Otro factor que afecta la velocidad de un fluido es la viscosidad (). La viscosidad es una medida cuantitativa de la tendencia del fluido a resistir la deformacin. Los fluidos que fluyen libremente tienen viscosidades bajas; los fluidos que parecen resistir a fluir libremente tienen viscosidades altas. La viscosidad se mide en unidades de centipoise, (cp = grs. / cm. seg.) la cual es referida como una unidad de viscosidad absoluta.Otro tipo de viscosidad llamada viscosidad cinemtica se expresa en unidades de centistokes. Se obtiene dividiendo los centipoises por la gravedad especfica del fluido. Algunos medidores de flujo se calibran para un valor de la viscosidad del fluido que pasa por el medidor. Si la viscosidad cambia, tambin lo hace el factor de calibracin, afectando la exactitud de la medicin.Otros medidores de flujo, como los medidores que utilizan el principio de diferencial, tienen limitaciones de viscosidad. Esto se debe a que por encima de ciertos valores de viscosidad, los factores de flujo que intervienen en la ecuacin del medidor, ya no pueden ser considerados constantes.La viscosidad de un lquido depende principalmente de su temperatura y en menor grado de su presin. La viscosidad de los lquidos generalmente disminuye al aumentar la temperatura y la viscosidad de los gases normalmente aumenta al aumentar la temperatura. La presin tiene muy poco efecto sobre la viscosidad de los lquidos. Su efecto sobre la viscosidad de gases solamente es significativo a altas presiones.

2.4.5.Densidad Del Fluido (Gravedad Especfica)La densidad de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen. La densidad de los lquidos cambia considerablemente con la temperatura, mientras que los cambios por variaciones en la presin son despreciables. La densidad de los gases y vapores es mayormente afectada por los cambios en la presin y la temperatura. Muchas mediciones de flujo se realizan sobre la base de mediciones de volumen, de modo que la densidad del fluido debe ser conocida o medida para determinar la verdadera masa de flujo.La gravedad especfica (Sg) de un fluido es la relacin de su densidad con respecto a una densidad patrn. El patrn para lquidos es el agua ( = 1 gr./cm3 a 4 C y 1 atm). El patrn para gases es el aire ( = 1,29 gr./ lt a 0C y 1 atm). Se ha determinado que los factores de flujo ms importantes pueden ser correlacionados juntos en un factor adimensional llamado el Nmero de Reynolds, el cual describe el flujo para todas las velocidades, viscosidades y dimetros de tubera. En general, el Nmero de Reynolds define la relacin de la velocidad del fluido en funcin de su viscosidad. El nmero de Reynolds se expresa a travs de la siguiente ecuacin:

Donde:Re : Nmero de ReynoldsD : Dimetro interno de la tubera: Densidad del fluido : Viscosidad del fluidoA bajas velocidades o altas viscosidades, Re es bajo y el fluido fluye en forma de suaves capas o lminas, con la velocidad ms alta en el centro de la tubera y velocidades bajas cerca de la pared de la tubera donde las fuerzas viscosas lo retienen. Este tipo de flujo es llamado flujo laminar y est representado por Nmeros de Reynolds (Re) menores que 2.000. Una caracterstica significativa del flujo laminar es la forma parablica de su perfil de velocidad como puede verse en la figura.2.4.6.Caractersticas De La Velocidad Del Fluido

FIGURA-4 REPRESENTA LAS CARACTERISTICAS DE FLUJO DENTRO DE LA TUBERIA A altas velocidades o bajas viscosidades el fluido se descompone en turbulentos remolinos con la misma velocidad promedio en toda la tubera. En este fluido turbulento el perfil de velocidad tiene una forma mucho ms uniforme. El flujo turbulento est representado por Nmeros de Reynolds mayores que 4.000. En la zona de transicin con Nmero de Reynolds entre 2.000 y 4.000 el flujo puede ser laminar o turbulento. 2.4.7.Efectos De La Presin Y De La Temperatura Del FluidoLos efectos de la presin y la temperatura ya han sido descritos en el anlisis que se hizo sobre la densidad y la viscosidad. El mtodo ms comn de medicin de flujo, es decir, el mtodo de diferencial de presin, supone que tanto la presin como la temperatura permanecen constantes. En algunas aplicaciones esta suposicin es vlida. En otras es necesario hacer compensacin por cambios en la presin y/o temperatura del fluido.

2.5.MEDIDORES DE PRESIN DIFERENCIALSe estima que actualmente, al menos un 75% de los medidores industriales en uso son dispositivos de presin diferencial, siendo el ms popular la placa de orificio.Se sabe que cualquier restriccin de fluido produce una cada de presin despus de esta, lo cual crea una diferencia de presin antes y despus de la restriccin. Esta diferencia de presintiene relacin con la velocidad del fluido y se puede determinar aplicando el Teorema de Bernoulli, y si se sabe la velocidad del fluido y el rea por donde esta pasando se puede determinar el caudal.

FIGURA -5 REPRESENTA EL SIGNIFICADO DEL TEOREMA DE BERNOLLI

La ecuacin de Bernoulli es una de la ms tiles y famosas en la mecnica de fluidos y su principio fsico es utilizado para medir el caudal.El teorema de Bernoullieestablece que la energa mecnica de un fluido, medida por energa potencial gravitacional, la cintica y la de la presin es constante.

= densidad del flujo2.5.1.Ventajas De Los Medidores Diferenciales Su sencillez de construccin. Su funcionamiento se comprende con facilidad. No son caros, particularmente si se instalan en grandes tuberas y se comparan con otros medidores. Pueden utilizarse para la mayora de los fluidos, y Hay abundantes publicaciones sobre sus diferentes usos.2.5.2.Desventajas La amplitud del campo de medida es menor que para la mayora de los otros tipos de medidores. Pueden producir prdidas de carga significativas. La seal de salida no es lineal con el caudal. Deben respetarse unos tramos rectos de tubera aguas arriba y aguas abajo del medidor que, segn el trazado de la tubera y los accesorios existentes, pueden ser grandes. Pueden producirse efectos de envejecimiento, es decir, acumulacin de depsitos o la erosin de las aristas vivas. La precisin suele ser menor que la de medidores ms modernos, especialmente si, como es habitual, el medidor se entrega sin calibrar.2.5.3.PRINCIPALES TIPOS DE MEDIDORES DE PRESIN DIFERENCIAL2.5.3.1.TUBOVENTURIEste consta en sus extremos de dos entradas en las cuales existe una boquilla, el fluido pasa por la boquilla, generalmente se hace de una sola pieza fundida y tiene especficamente los siguientes elementos: Una seccin aguas arriba, de igual dimetro que la tubera y provista de un anillo de bronce con una serie de aberturas piezomtricas para medir la presin esttica en esa seccin. Una seccin cnica convergente; una garganta cilndrica provista tambin de un anillo piezomtrico de bronce. Una seccin cnica con una divergencia gradual hasta alcanzar el dimetro original de la tubera. Los anillos piezomtricos se conectan a uno y otro extremo, respectivamente, de un manmetro diferencial.

FIGURA-6 MUSTRA LAS PARTES DE UNTUBO DE VENTURI

El tamao del tubo deVenturise especifica mediante el dimetro de la tubera en la cual se va a utilizar y el dimetro de la garganta; por ejemplo, un tubo deVenturide 6" x 4" se ajusta a una tubera de 6" y tiene una garganta de 4" de dimetro.Para que se obtengan resultados precisos, el tubo deVenturidebe estar precedido por una longitud de al menos 10 veces el dimetro de la tubera.Al escurrir el fluido de la tubera a la garganta, la velocidad aumenta notablemente y, en consecuencia, la presin disminuye; el gasto transportado por la tubera en el caso de un flujo incompresible, est en funcin de la lectura en el manmetro.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.La aplicacin clsica de medida de velocidad de un fluido consiste en un tubo formado por dos secciones cnicas unidas por un tubo estrecho en el que el fluido se desplaza consecuentemente a mayor velocidad. La presin en el tubo Venturi puede medirse por un tubo vertical en forma de U conectando la regin ancha y la canalizacin estrecha. La diferencia de alturas del lquido en el tubo en U permite medir la presin en ambos puntos y consecuentemente la velocidad.En otros casos utiliza este efecto para acelerar la velocidad de un fluido obligndole a atravesar un tubo estrecho con el extremo en forma de cono. Estos modelos se utilizan en numerosos dispositivos en los que la velocidad de un fluido es importante y constituyen la base de aparatos como el carburador.Cuando se utiliza un tubo de Venturi hay que tener en cuenta un fenmeno que se denomina cavitacin. Este fenmeno ocurre si la presin en alguna seccin del tubo es menor que la presin de vapor del fluido. Para este tipo particular de tubo, el riesgo de cavitacin se encuentra en la garganta del mismo, ya que aqu, al ser mnima el rea y mxima la velocidad, la presin es la menor que se puede encontrar en el tubo. Cuando ocurre la cavitacin, se generan burbujas localmente, que se trasladan a lo largo del tubo. Si estas burbujas llegan a zonas de presin ms elevada, pueden colapsar produciendo as picos de presin local con el riesgo potencial de daar la pared del tubo.Este elemento primario de medida se inserta en la tubera como un tramo de la misma, se instala en todo tipo de tuberas mediante bridas de conexin adecuadas. El Venturi tiene una seccin de entrada de dimetro igual al dimetro de conduccin de la tubera a la cual se conecta. La seccin de entrada conduce hacia un cono de convergencia angular fija, terminando en una garganta de un dimetro ms reducido, se fabrica exactamente segn las dimensiones que establece su clculo, la garganta se comunica con un cono de salida o de descarga con divergencia angular fija, cuyo dimetro final es habitualmente igual al de entrada. La seccin de entrada est provista de tomas de presin que acaban en un racord anular, cuyo fin es el de uniformar la presin de entrada. Es en este punto donde se conecta a la toma de alta presin del transmisor la conexin de la toma de baja presin se realiza en la garganta mediante un dispositivo similar, la diferencia entre ambas presiones sirve para realizar la determinacin del caudal. El tubo Venturi se fabrica con materiales diversos segn la aplicacin de destino, el material ms empleado es acero al carbono, tambin se utiliza el latn, bronce, acero inoxidable, cemento, y revestimientos de elastmeros para paliar los efectos de la corrosin.2.5.3.1.1.Aplicaciones del efecto Venturi Tubos de Venturi: Medida de velocidad de fluidos en conducciones y aceleracin de fluidos. Hidrulica: La depresin generada en un estrechamiento al aumentar la velocidad del fluido, se utiliza frecuentemente para la fabricacin de mquinas que proporcionan aditivos en una conduccin hidrulica. Es muy frecuente la utilizacin de este efecto "Venturi" en los mezcladores del tipo Z para aadir espumgeno en una conduccin de agua para la extincin. Petrleo: La succin o depresin que ocasiona el cambio de rea generada por el efecto venturi, se usa para extraer artificialmente fluidos de pozos petroleros; este tipo de bombas Jet funcionan mediante la inyeccin de un uido a alta presin pasando por una seccin reducida, llamada boquilla donde se produce un cambio de energa potencial a cintica, originado a la salida de una boquilla, lo que provoca una succin del uido de formacin. Estos uidos entran en otra zona que ocasiona el efecto inverso llamada garganta, luego la mezcla de uidos sufre un cambio de energa cintica a potencial a la entrada de un rea de expansin llamada difusor, donde la energa potencial es la responsable de llevar el uido hasta la superficie. Motor: el carburador aspira el carburante por efecto Venturi, mezclndolo con el aire (fluido del conducto principal), al pasar por un estrangulamiento. Neumtica: Para aplicaciones de ventosas y eyectores. Aeronutica: Interviene en efectos relacionados con la viscosidad del aire que pueden explicarse con las Ecuaciones de Navier-Stokes. Adems, se utiliza un tubo Venturi para proveer succin a los instrumentos que trabajan con vaco, (Coordinador de giro, Horizonte artificial, etc.) en los aviones que no estn provistos de bombas mecnicas de vaco. Aunque el efecto Venturi se utiliza frecuentemente para explicar la sustentacin producida en alas de aviones, este efecto realmente no puede explicar la sustentacin area, pues un perfil alar no acta como un tubo de Venturi acelerando las partculas de aire: las partculas son aceleradas debido a la conservacin de la energa (se explica mediante el principio de Bernoulli, en virtud del cual el aire adquiere mayor velocidad al pasar por la regin convexa del ala de un avin), la conservacin del momento (se utiliza la tercera ley de Newton para su explicacin) y de la masa (se utilizan las Ecuaciones de Euler). Hogar: En los equipos ozonificadores de agua, se utiliza un pequeo tubo Venturi para efectuar una succin del ozono que se produce en un depsito de vidrio, y as mezclarlo con el flujo de agua que va saliendo del equipo con la idea de destruir las posibles bacterias patgenas y de desactivar los virus y otros microorganismos que no son sensibles a la desinfeccin con cloro. Acuarofilia: En las tomas de bombas de agua o filtros, el efecto Venturi se utiliza para la inyeccin de aire y/o CO2. Cardiologa: El efecto Venturi se utiliza para explicar la regurgitacin mitral que se puede dar en la miocardiopata hipertrfica, y que es causa de muerte sbita en deportistas. La explicacin es que el movimiento sistlico anterior (MSA) que realiza la valva anterior de la vlvula mitral, se produce porque la hipertrofia septal y el estrechamiento del tracto de salida provocan una corriente de alta velocidad sobre la v. mitral, que debido al efecto Venturi, succiona el extremo de la valva anterior contra el septo, que impide la salida de sangre, por lo que regurgita hacia la aurcula izquierda. Neumologa: El efecto Venturi se utiliza en mscaras para la administracin de concentraciones exactas de oxgeno, para controlar la FiO2; se denominan mscaras de Venturi o Ventimask. El oxgeno al 100% suministrado durante cierto periodo de tiempo es txico, por lo que se mezcla con aire externo cuya concentracin de oxgeno es del 21%, de modo que en funcin de la cantidad de aire que se mezcle con el oxgeno al 100%, la concentracin de oxgeno ser mayor o menor, normalmente se suministra entre un 26%-50%. El oxgeno puro al pasar por el conducto con un calibre menor, se produce el efecto Venturi, se genera una presin negativa que permite la entrada del aire procedente del exterior a travs de unos orificios circundantes, dependiendo del tamao de los orificios, entra ms o menos aire y por tanto menor o mayor concentracin de oxgeno que finalmente el paciente recibir. Odontologa: el sistema de aspiracin de saliva en los equipos dentales antiguos utilizaban tubos finos Venturi. Ahora la aspiracin est motorizada.

2.5.3.1.2.Aplicacin de Bernoulli a un TuboVenturiCon frecuencia en los tubos deVenturicomo el que se muestra en la figuraN1, se emplea como se ha sealado para medir la velocidado el caudal en una tubera. Si se combinan las ecuaciones de continuidad (V1A1= V2A2) y la de Bernoulli para encontrar la velocidad en la garganta, se tiene que:

La medicin de los dimetros y las dos presiones permite determinar la velocidad y, con sta y el dimetro de la garganta, el caudal msico. La velocidad y el caudal msico medido son algo imprecisos debido a pequeos efectos de friccin, los cuales se omiten en la ecuacin de Bernoulli. Para tomar en cuenta tales efectos, en la prctica se introduce un coeficiente multiplicativo, Cu, que ajusta el valor terico. Esto es:

Donde el valor de Cuse encuentra experimentalmente.El tuboVenturitiene distintas aplicaciones, se utiliza en los motores como parte importante de los carburadores, se utiliza en sistemas de propulsin.Otras caractersticas: Se utiliza cuando es importante limitar la cada de presin. Consiste en un estrechamiento gradual cnico y una descarga con salida tambin suave. Se usa para fluidos sucios y ligeramente contaminados.

FIGURA-7MUESTRA UNTUBO DE VENTURIY POR DNDE ENTRA Y SALE EL FLUIDOEl tubo venturi se recomienda en casos donde el flujo es grande y que se requiera una baja cada de presin, o bien, el fluido sea altamente viscoso, se utiliza donde se requiera el mximo de exactitud, en la medicin de fluidos altamente viscosos, y cuando se necesite una mnima cada de presin permanente, el tubo venturi es difcil de construir y tiene un costo ms alto que otros elementos primarios, su diseo consiste en una seccin recta de entrada del mismo dimetro que la tubera, ah se conecta la toma de alta presin, despus contiene una seccin cnica convergente que va disminuyendo poco a poco y transversalmente la corriente del fluido, se aumenta la velocidad al disminuir la presin, el diseo adems consiste de una garganta cilndrica, se coloca ah la toma de baja presin, en esta rea el flujo no aumenta ni disminuye, el tubo venturi termina con un cono divergente de recuperacin, aqu la velocidad diminuye y se recupera la presin, recupera hasta un 98% de presin para una relacin beta del 0.75.Generalmente los tubos Venturi se utilizan en conducciones de gran dimetro, de 12" en adelante, ah las placas de orificio producen prdidas de carga importantes y no se consigue una buena medida, el venturi se utiliza en conductores de aire humos con conductos no cilindricos, en tuberas de cemento grandes, para conduccin de agua, etc. Segn la naturaleza de los fluidos de medida, se requieren modificaciones en la construccin del tubo Venturi como son: eliminacin de los anillos de ecualizacin, inclusin de registros de limpieza, instalacin de purgas, etc. En el corte transversal se aprecian los anillos circulares que rodean el tubo Venturi en los puntos de medida. Esos anillos huecos conectan el interior del tubo mediante orificios en nmero de cuatro ms, espaciados uniformemente por la periferia. El fluido, al circular, pasa por estos orificios y por el anillo donde se encuentran los racores que se conectan al transmisor.El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una prdida de presin al pasar por l un fluido. En esencia, ste es una tubera corta recta, o garganta, entre dos tramos cnicos. La presin vara en la proximidad de la seccin estrecha; as, al colocar un manmetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la cada de presin y calcular el caudal instantneo, o bien, unindola a un depsito carburante, se puede introducir este combustible en la corriente principal.Las dimensiones del Tubo de Venturi para medicin de caudales, tal como las estableci Clemens Herschel, son por lo general las que indica la figura 1. La entrada es una tubera corta recta del mismo dimetro que la tubera a la cual va unida. El cono de entrada, que forma el ngulo a1, conduce por una curva suave a la garganta de dimetro d1. Un largo cono divergente, que tiene un ngulo a2, restaura la presin y hace expansionar el fluido al pleno dimetro de la tubera. El dimetro de la garganta vara desde un tercio a tres cuartos del dimetro de la tubera.FIGURA

FIGURA-8 MESTRA UN TUBO VENTURILa presin que precede al cono de entrada se transmite a travs de mltiples aberturas a una abertura anular llamada anillo piezomtrico. De modo anlogo, la presin en la garganta se transmite a otro anillo piezomtrico. Una sola lnea de presin sale de cada anillo y se conecta con un manmetro o registrador. En algunos diseos los anillos piezomtricos se sustituyen por sencillas uniones de presin que conducen a la tubera de entrada y a la garganta.La principal ventaja del Vnturi estriba en que slo pierde un 10 - 20% de la diferencia de presin entre la entrada y la garganta. Esto se consigue por el cono divergente que desacelera la corriente.Es importante conocer la relacin que existe entre los distintos dimetros que tiene el tubo, ya que dependiendo de los mismos es que se va a obtener la presin deseada a la entrada y a la salida del mismo para que pueda cumplir la funcin para la cual est construido.Esta relacin de dimetros y distancias es la base para realizar los clculos para la construccin de un Tubo de Venturi y con los conocimientos del caudal que se desee pasar por l.Deduciendo se puede decir que un Tubo de Venturi tpico consta, como ya se dijo anteriormente, de una admisin cilndrica, un cono convergente, una garganta y un cono divergente. La entrada convergente tiene un ngulo incluido de alrededor de 21, y el cono divergente de 7 a 8. La finalidad del cono divergente es reducir la prdida global de presin en el medidor; su eliminacin no tendr efecto sobre el coeficiente de descarga. La presin se detecta a travs de una serie de agujeros en la admisin y la garganta; estos agujeros conducen a una cmara angular, y las dos cmaras estn conectadas a un sensor de diferencial de presin.La tabla muestra los coeficientes de descarga para los Tubos Vnturi, segn lo establece la American Society of Mechanical Engineers. Los coeficientes de descarga que se salgan de los lmites tabulados deben determinarse por medio de calibraciones por separado.2.5.3.1.3.Funcionamiento de un tubo de venturiEn el Tubo de Venturi el flujo desde la tubera principal en la seccin 1 se hace acelerar a travs de la seccin angosta llamada garganta, donde disminuye la presin del fluido. Despus se expande el flujo a travs de la porcin divergente al mismo dimetro que la tubera principal. En la pared de la tubera en la seccin 1 y en la pared de la garganta, a la cual llamaremos seccin 2, se encuentran ubicados ramificadores de presin. Estos ramificadores de presin se encuentran unidos a los dos lados de un manmetro diferencial de tal forma que la deflexin h es una indicacin de la diferencia de presin p1 p2. Por supuesto, pueden utilizarse otros tipos de medidores de presin diferencial.La ecuacin de la energa y la ecuacin de continuidad pueden utilizarse para derivar la relacin a travs de la cual podemos calcular la velocidad del flujo. Utilizando las secciones 1 y 2 en la formula 2 como puntos de referencia, podemos escribir las siguientes ecuaciones:1Q = A1v1 = A2v2 2Estas ecuaciones son vlidas solamente para fluidos incomprensibles, en el caso de los lquidos. Para el flujo de gases, debemos dar especial atencin a la variacin del peso especfico g con la presin. La reduccin algebraica de las ecuaciones 1 y 2 es como sigue:

Pero . Por consiguiente tenemos,

(3)Se pueden llevar a cabo dos simplificaciones en este momento. Primero, la diferencia de elevacin (z1-z2) es muy pequea, aun cuando el medidor se encuentre instalado en forma vertical. Por lo tanto, se desprecia este termino. Segundo, el termino hl es la perdida de la energa del fluido conforme este corre de la seccin 1 a la seccin 2. El valor hl debe determinarse en forma experimental. Pero es ms conveniente modificar la ecuacin (3) eliminando h1 e introduciendo un coeficiente de descarga C:(4)La ecuacin (4) puede utilizarse para calcular la velocidad de flujo en la garganta del medidor. Sin embargo, usualmente se desea calcular la velocidad de flujo del volumen.Puesto que , tenemos:(5)El valor del coeficiente C depende del nmero de Reynolds del flujo y de la geometra real del medidor. La figura 2 muestra una curva tpica de C versus nmero de Reynolds en la tubera principal.

FIGURA-9 REPRESENTA LA GRAFICA PARA HALLAR CLa referencia 3 recomienda que C = 0.984 para un Tubo Vnturi fabricado o fundido con las siguientes condiciones:(en la tubera principal)donde se define como el coeficiente del dimetro de la garganta y el dimetro de la seccin de la tubera principal. Esto es, .Para un Tubo Vnturi maquinado, se recomienda que C = 0.995 para las condiciones siguientes:(en la tubera principal)La referencia 3, 5 y 9 proporcionan informacin extensa sobre la seleccin adecuada y la aplicacin de los Tubos de Venturi.La ecuacin (14-5) se utiliza para la boquilla de flujo y para el orificio, as como tambin para el Tubo de Venturi.2.5.3.1.4 Aplicaciones tecnolgicas de un tubo de venturiEl Tubo Vnturi puede tener muchas aplicaciones entre las cuales se pueden mencionar:En la Industria Automotriz: en el carburador del carro, el uso de ste se pude observar en lo que es la Alimentacin de Combustible.Los motores requieren aire y combustible para funcionar. Un litro de gasolina necesita aproximadamente 10.000 litros de aire para quemarse, y debe existir algn mecanismo dosificador que permita el ingreso de la mezcla al motor en la proporcin correcta. A ese dosificador se le denomina carburador, y se basa en el principio de Vnturi: al variar el dimetro interior de una tubera, se aumenta la velocidad del paso de aire.

FIGURA-10 MUESTRA UN CARBURADOR Y SUS PARTES Leyenda1. Entrada de aire.2. Mariposa del choke.3. Cuerpo del carburador.4. Surtidor de combustible.5. Venturi.6. Mariposa de gases.7. Surtidor de marcha mnima y punzn.8. Chicler de alta.9. Depsito o cuba.10. Flotador.11. Diafragma de inyeccin.12. Base y punzn.13. Entrada de combustible.14. Emulsionador.15. Inyector.La carburacin tiene por objeto preparar la mezcla de aire con gasolina pulverizada, en proporcin tal que su inflamacin, por la chispa que salta en las bujas, resulte de combustin tan rpida que sea casi instantnea. Dicha mezcla vara segn las condiciones de temperatura del motor y las del terreno por el cual se transita. En el momento del arranque por las maanas, o cuando se requiere la mxima potencia para adelantar a otro carro, se necesita una mezcla rica en gasolina, mientras que en la marcha normal es suficiente una mezcla pobre, que permita transitar cmodamente y economiza combustible. En ciudades a ms de 2.500 metros sobre el nivel del mar la mezcla se enriquece para compensar la falta de oxgeno y evitar que los motores pierdan potencia. Tal procedimiento, si bien mejora la potencia del motor, eleva el consumo y contamina ms el aire.Los vehculos actuales ya no llevan carburador. La inyeccin electrnica con cerebro computarizado dej atrs a los artesanos de la carburacin, el flotador y los chicleres, para dar paso a la infalibilidad del microchip. Este sistema supone el uso de un inyector por cada cilindro, con lo que se asegura exactamente la misma cantidad de combustible para todos.Con el carburador, la cantidad de combustible que pasa a cada cilindro vara segn el diseo del mltiple de admisin. Esto hace que a bajas revoluciones algunos cilindros reciban ms gasolina que otros, lo que afecta el correcto funcionamiento de la mquina y aumenta el consumo. Segn mediciones de la casa alemana Bosch, fabricante de sistemas de inyeccin, estos utilizan hasta 15% menos combustible que los motores con carburador.Tanto como el carburador como el sistema de inyeccin requieren de mantenimiento para funcionar bien. El primero se repara con destornillador y pinzas; el segundo con equipos de igual tecnologa que deben ser compatibles con el modelo especfico de carro y sistema. El carburador recibe la gasolina de la bomba de combustible. Esta la vierte en un compartimiento especial llamado taza o cuba, que constituye una reserva constante. De ah pasa por una serie de conductos (chicler de mnima) para mantener el motor en marcha mnima.Cuando se pisa el acelerador ocurren varios fenmenos simultneos: uno de ellos es que se fuerza por un conducto milimtrico (o inyector) un poco de gasolina para contribuir en la arrancada. Por otra parte, la mariposa inferior (o de gases) se abre para permitir el rpido acceso de aire que arrastra consigo un volumen de gasolina (el cual ha pasado previamente por un conducto dosificador o chicler de alta), segn se haya presionado el pedal. Cuando se aumenta o disminuye el tamao de ese chicler, las condiciones de rendimiento y consumo varan considerablemente.Una vez se alcanza la velocidad de crucero (entre 70 y 80 km/h), la mariposa de gases se cierra casi por completo. Es cuando ms econmica se hace la conduccin, puesto que el motor desciende casi al mnimo su velocidad (en revoluciones por minuto) y se deja llevar de la inercia del volante. Si se conduce por encima o por debajo de esa velocidad, el consumo se incrementa.Quizs la nica ventaja que ofrece el carburador es el bajo costo, en el corto plazo, de instalacin y mantenimiento. Pero a la vuelta de varias sincronizaciones la situacin se revierte y resulta ms costosa su operacin que el uso de la inyeccin. Como se puede observar, en el carburador el Tubo de Venturi cumple una funcin importantsima como lo es el de permitir el mezclado del aire con el combustible para que se de la combustin, sin lo cual el motor del carro no podra arrancar, de aqu que el principio de este tubo se utiliza como parte importante de la industria automotriz.En conclusin se puede decir que el Efecto Vnturi en el carburador consiste en hacer pasar una corriente de aire a gran velocidad, provocada por el descenso del pistn por una cantidad de gasolina que esta alimentando por un cuba formndose una masa gaseosa. La riqueza de la gasolina depende del dimetro del surtidor.2.5.3.1.5.En el rea de la LimpiezaEste tubo tambin tiene otras aplicaciones como para la limpieza. El aire urbano normal transporta alrededor de 0.0006 granos de materia suspendida por pie cbico (1.37 mg/m3), lo que constituye un lmite prctico para la mayor parte de la limpieza de gases industriales; La cantidad de polvo en el aire normal en las plantas de fabricacin con frecuencia es tan elevada como 0.002 g/pie3 (4.58 mg/m3). La cantidad de polvo en el gas de alto horno, despus de pasar por el primer captador de polvos es del orden de 10 g/pie3 (22.9 g/m3), al igual que el gas crudo caliente de gasgeno. Todas las cifras de contenido de polvos se basan en volmenes de aire a 60 F y 1 atm (15.6 C y 101000 N/m2 ). 2.5.3.1.5.1.Aparatos de limpiezaLa eliminacin de la materia suspendida se realiza mediante lavadores dinmicos de roco. El Vnturi de Pease-Anthony. En este sistema, el gas se fuerza a travs de la garganta de un Vnturi, en la que se mezcla con rocos de agua de alta presin. Se necesita un tanque despus de Vnturi, para enfriar y eliminar la humedad. Se ha informado de una limpieza de entre 0.1 a 0.3 g/pie3.Comparativamente, se aplica menos la filtracin para limpiar gases; se utiliza de manera extensa para limpiar aire y gases de desecho. Por lo comn, los materiales que se utilizan para filtrar gases son tela de algodn o lana de tejido tupido, para temperaturas hasta de 250 F; para temperaturas ms altas se recomienda tela metlica o de fibra de vidrio tejida. Los gases que se filtren deben encontrarse bien arriba de su punto de roco, ya que la condensacin en la tela del filtro tapar los poros. De ser necesario, debe recalentarse el gas saturado. A menudo, a la tela se le da forma de "sacos", tubos de 6 a 12 pulg de dimetro y hasta de 40 pie de largo, que se suspenden de un armazn de acero (cmara de sacos). La entrada del gas se encuentra en el extremo inferior, a travs de un cabezal al que se conectan los sacos en paralelo; la salida se realiza a travs de una cubierta que rodea a todos los sacos. A intervalos frecuentes, se interrumpe la operacin de toda la unidad o de parte de ella, para batir o sacudir los sacos, o introducir aire limpio en sentido contrario a travs de ellos, para de3aslojar el polvo acumulado, el cual cae hacia el cabezal de admisin de los gases y del cual se remueve mediante un transportador de gusano. Es posible reducir el contenido de polvo hasta 0.01 g/pie3 o menos, a un costo razonable. El aparato tambin se usa para la recuperacin de slidos valiosos arrastrados por los gases.

2.5.3.1.6.Mtodos de captacin de la energa elicaLa captacin de energa elica puede dividirse en dos maneras:Captacin directa: La energa se extrae por medio de superficies directamente en contacto con el viento, por ejemplo, molinos de viento y velas.Captacin indirecta: Interviene en este caso un elemento intermedio para su captacin, por ejemplo la superficie del mar.2.5.3.1.6.1.Captacin IndirectaLa captacin indirecta utiliza ya sea mquinas del tipo precedente asociadas a rganos estticos o bien rganos enteramente estticos, o bien un fluido intermediario.rgano esttico y mquina dinmica: El principio se basa en la utilizacin de un Tubo de Venturi; Esta disposicin permite para una hlice dada y un viento dado, hacer crecer la velocidad de rotacin y la potencia, as como tambin el rendimiento aerodinmico por supresin de las prdidas marginales. Aplicado directamente a una mquina de eje horizontal el inters es poco, pues este tubo complica considerablemente la instalacin. Hay que hacer notar que este Tubo de Venturi en hlices de pocas palas.Se han propuesto sistemas que utilicen varios Tubos Venturi en serie. Una idea ms interesante podra ser la de Nazare que propone un enorme Vnturi vertical que permitira realizar verdaderas trombas artificiales, sobre todo si esta instalacin se hiciese en pases clidos.Se trata de sistemas que "fabrican el viento" basndose principalmente en las diferencias de temperaturas que existiran en las dos extremidades de la torre. La mquina elica estara ubicada en el cuello. Ser tericamente posible desarrollas potencias que iran de los 500 a 1000 MW, empleando torres de 300 a 400 metros de alto. Pareciera que hay muchas dificultades de construir la torre, pero ya en la actualidad en algunas centrales nucleares existen torres de refrigeracin areas de 150 metros de alto.Queda por resolver an los problemas de estabilidad, sobre todo bajo el efecto de los vientos laterales y en particular las interferencias que se producen con los vientos verticales.Otro tipo de aeromotor que se ha propuesto es una mquina para ser usada con vientos muy fuertes y turbulentos, donde los aeromotores normales fallaran o seran muy caros. Est compuesto por una serie de anillos perforados de forma oval y soportados horizontalmente por una columna vertical central. Los anillos operan de acuerdo al principio de Bernuoilli el cual indica que la presin del fluido a lo largo de una lnea de corriente vara inversamente con la velocidad del fluido. As, por la forma de los anillos, la velocidad del fluido se eleva producindose entonces una depresin que produce vaco dentro de la torre, generando una corriente de aire que acta sobre una turbina acoplada a un generador. Estas mquinas en general son insuficientes, pero serviran en los casos ya indicados. Este tipo de aeromotor es omnidireccional; otros mejorados con perfil alar, no son totalmente omnidireccionales.2.5.3.1.6.2.rganos enteramente estticosEstos emplean principalmente Tubos de Venturi que modifican la reparticin de la presin dinmica y esttica. Se han propuesto sistemas que permitan elevar agua agrupando en serie una cierta cantidad de Tubos de Venturi, los que pareceran ser promisorios.2.5.3.1.7.Energa de las olasLas olas son producidas por los vientos marinos. Es una captacin ms continua y de mayor potencial por la densidad del fluido. Estimaciones dan que se podra recuperar del orden de 20.000 KWH/ao por metro de costa. El principio de la mquina que capta la energa de la ola es fcil de concebir, por ejemplo unos flotadores que al ser levantados transmitan el movimiento alternativo a un eje ubicado a la orilla de la playa por medio de ruedas libres que slo se puedan mover en un sentido, aunque tambin podra utilizarse en los dos sentidos complicando el sistema.2.5.3.1.8.Sombrero VnturiOtra aplicacin clara del principio del Tubo de Venturi es el Sombrero de Vnturi. Principio de funcionamiento:El aire caliente, que sale por el conducto principal, es arrastrado por el aire fro que ingresa por la parte inferior cuando "choca" contra la tubera producindose el efecto de vaco en el extremo del conducto, esta accin logra que este sombrero tenga un alto ndice de efectividad, proporcional a la velocidad del viento funcionando en forma ptima con la ms leve brisa.Este tipo de sombrero es especial para zonas muy ventosas como gran parte de nuestro territorio nacional. Largas pruebas fueron realizadas para conseguir efectividad ante condiciones climticas adversas.El principio del Tubo de Venturi creando vaco tambin fue usado creando vaco para un proyecto final de Ingeniera Mecnica que fue titulado "Mquina de corte de Chapas de acero inoxidable por chorro de agua y abrasivos".Esta aplicacin se us con respecto al sistema de mezclado como dice a continuacin: del mezclado del agua y del abrasivo se puede decir: la succin del abrasivo, desde la tolva que lo contiene, se efecta por vaco (Efecto Vnturi) a travs de una placa orificio calibrada, siendo necesaria una depresin de una dcima de atmsfera para obtener el caudal adecuado (3,4 gr/s).{S}El material de construccin ms adecuado para el tubo mezclador, con almina como abrasivo, es el carburo de boro con carbono 5% (B4C C 5%). El perfil interior del tubo debe ser suavemente convergente desde la boca de entrada (dimetro 4 mm) hasta la boca de salida (dimetro 0,8 mm). Una mayor longitud del tubo (76 mm) trae aparejado una mejor aceleracin de las partculas de abrasivo.Otra de las aplicaciones que comunmente se ven en la vida diaria pero no se conocen como tales es en el proceso de pintado por medio de pistolas de pintura. Aqu lo que sucede es igualmente un vaco que al ser creado succiona la pintura a alta presin y permite que salga a la presin adecuada para pintar la superficie deseada.2.5.3.1.9.El CarburadorLa misin del carburador es la de mezclar el aire debidamente filtrado con la gasolina que procede del depsito, formando una mezcla con una proporcin adecuada para que pueda quemarse con facilidad en el interior de los cilindros. El carburador debe de formar una mezcla gaseosa, homognea y bien dosificada. El principio bsico de un carburador consiste en hacer pasar aire con una velocidad determinada, producindose una depresin que asegura la aspiracin por el efecto "VENTURI", una aplicacin domstica de este efecto la tenemos en los antiguos pulverizadores de insecticida. Podemos definir como carburador bsico el explicado anteriormente.

FIGURA-11 MUESTRA UN MEDIDOR DE VENTURI DE DIFERENTES ANGULOSEn el interior del carburador la mezcla aire-gasolina se forma por el efecto llamado "VENTURI", que consiste en hacer pasar una corriente de aire a gran velocidad, provocada por el descenso del pistn, por una cantidad de gasolina que est alimentado por una cuba, formndose una masa gaseosa. La riqueza de gasolina depende del dimetro del surtidor.

2.5.3.1.10.QU ES Y CMO FUNCIONA EL MEDIDOR VENTURI?Para medir el gasto que circula en un conducto se utilizan varios procedimientos. Cuando el conducto es un tubo, es frecuente utilizar lo que se llama medidor de agua de Venturi.Este medidor reemplaza la medida del gasto por la medida de una diferencia de presiones. El medidor de Venturi consiste en dos troncos de cono unidos por un tubo y ste a su vez esta conectado a la conduccin por otro tubo, este tubo contiene mercurio y constituye un manmetro diferencial que determina la diferencia de presiones entre esos dos puntos.Por lo general es una pieza fundida formada por una porcin corriente arriba del mismo tamao que la tubera, forrada de bronce y provista de un anillo piezomtrico para medir la presin esttica; una regin cnica convergente; una garganta cilndrica forrada de bronce y provista de otro anillo piezomtrico; y una seccin cnica gradualmente divergente forrada de bronce, la cual desemboca en una seccin cilndrica del tamao de la tubera. Un manmetro diferencial est conectado a los dos anillos piezomtricos. El tamao del medidor Venturi se da con el dimetro de la tubera y la garganta; por ejemplo, un medidor Venturi de 6 * 4 in puede ser instalado en una tubera de 6 y tiene una garganta de 4. Para obtener resultados adecuados el medidor Venturi debe ser precedido al menos por una longitud de 10 dimetros de tubera recta. En el flujo de la tubera a la garganta la velocidad aumenta mucho y la presin disminuye en forma correspondiente. Se demuestra que la magnitud de la descarga para flujo incompresible es funcin de la lectura del manmetro.Las presiones en la seccin corriente arriba y en la garganta son presiones reales y las velocidades de la ecuacin de Bernoulli son velocidades tericas. Si se consideran prdidas en la ecuacin de energa entonces las velocidades sern reales.

2.5.3.1.11.FRMULAS En el caso de la hidrulica en donde se tiene en cuenta las prdidas por friccin, lo ms conveniente es desarrollar una ecuacin que las contenga.Despus de hacer unos clculos y unas simplificaciones se puede llegar a las siguientes ecuaciones que hacen ms prctica y rpida la resolucin de cierto tipo de problemas.Q = K ( 12.6 h Hf )1/2 K = SE [ 2 g / (( dE / dG )4 1)]1/2SE = 0.7854 * dE2 dG = Dimetro en la gargantadE = Dimetro en la tubera de conduccinh = Diferencia de nivel en el manmetro ( se expresa en metro de mercurio)Hf = Prdidas por frotamiento ( se expresa en m )Es prudente tener en cuenta que esta ecuacin se trabaja en el sistema internacional ( m, s ) y que el lquido manomtrico es el mercurio. Las prdidas de friccin se reportan en unidades de longitud ( m ) puesto que se tratan como una disminucin en la cabeza de presin. Esta ecuacin se trabaja para flujo incompresible. La descarga depende de la diferencia manomtrica sin importar la orientacin del medidor de Venturi; no es relevante si el medidor est colocado horizontal, vertical o inclinado. 2.5.3.2.LA TOBERALas toberas son de dos tipos , las de radio grande y las de radio pequeo (denominadas toberas ISA 1932 [30, 31]). La tobera, con su entrada suave redondeada, elimina prcticamente la vena contracta y da coeficientes de descarga (Cd) prximos a la unidad. Las prdidas no recuperables siguen siendo grandes, ya que, no hay difusor para la expansin gradual posterior.stas se pueden utilizar como elementos medidores de caudal tanto en conductos (tuberas) como en cmaras impelentes y se instalan con brindas roscadas con un macho, de acuerdo con las normas ASME o con otras especificaciones de normas.Si se requiere instalar un medidor de caudal (Q) aguas abajo de una vlvula, de un codo o de otro accesorio, se debe colocar tambin un tramo rectilneo de tubera entre el accesorio y el medidor; para las toberas se pueden necesitar un tramo de tubera rectilnea hasta de 4 veces el dimetro.La tobera cuesta menos que el medidor venturi. Tiene la desventaja de que las prdidas totales son mucho ms grandes debido a la falta de gua del chorro aguas abajo de la abertura de la tobera.2.5.3.2.1.FLUJO EN TOBERASEl flujo de cualquier fluido por una tobera, cualquiera que sea el caudal (Q), puede expresarse por:Q = Cd A (2gn hL)Este caudal puede tener un considerable efecto en la cantidad descargada a travs de una tobera. El factor corrector para ste es:. 1/ (1- 4)que prcticamente puede incorporarse a la primera ecuacin, de aqu se deduce que: Q = (Cd A/ (1- 4))*(2gn hL)donde: . Cd/ (1- 4) = C definida como coeficiente de flujo. est dada por D1/D2, donde D1 es el dimetro interno de la tubera y D2 es el dimetro de la abertura de la tobera.El coeficiente de descarga (Cd) para las toberas de radio grande recomendado por la ISO es:Cd 0.9965 0.00653 1/2 (106 / ReD1)1/2 = 0.9965 0.00653 (106 / ReD2)1/2Para toberas de radio corto, ISA 1932, se recomienda una correlacin semejante:Cd 0.9900 0.22624.1 + +(0.000215 0.001125 + 0.00249 4.7 )* *(106 / ReD1)1.15Las toberas tienen entre 0.2 y 0.8.Para que tenga un mejor entendimiento en la siguiente figura se muestra una tobera de flujo ISA (Instrument Society America, Sociedad Americana Industrial) (originalmente tobera de flujo VDI).

FIGURA-12 MUESTRA UNA TOBERA DE FLOJO TIPO ISASi se va a utilizar el coeficiente C dado por la figura, es importante cumplir con las dimensiones mostradas, particularmente en lo referente a la localizacin de las aberturas piezomtricas para medir la cada de presin.La siguiente es una tobera suave recomendada por la referencia [31] de ISO:

FIGURA-13 MUESTRA UNA FIGURA SUAVE DE ISOLos valores del coeficiente de flujo C se pueden hallar utilizando una grfica que relaciona C, Re (#de Reynolds) y el dimetro de la tubera y de la tobera. *(1 A). El uso de este coeficiente C elimina la necesidad de calcular (Q). Hacindose un pequeo parntesis se agrega que: (2gn hL) = ( 2(p1 p2)) Luego de todo el anlisis anterior la ecuacin se reduce a:Q = C A (2 P) ... (1)

FIGURA-14 COEFICIENTE DE FLUJO C PARA TOBERASLos valores de P es la diferencia de presin entre dos agujeros roscados en la tubera, estos estn situados a 1 dimetro antes de 0.5 dimetros despus del plano de cara de entrada de la tobera. Esto sucede cuando los valores de C se toman de la grfica (1A )El coeficiente del flujo C se representa a partir de los diferentes nmeros de Reynolds, basados en los dimetros internos de la tubera de entrada.La eleccin de cualquier medidor ya sea tobera, venturi u orificio, depende de la prdidas y del costo :

FIGURA- 15 MUESTRA UNCUADRO CON LOS TIPOS DE MEDIDORESComo ocurre a menudo, el producto de las prdidas por el coste inicial es aproximadamente constante.a. Instalacin de cmaras impelentes de distribucin:Para este tipo de instalaciones, la velocidad V1 resulta esencialmente cero de tal modo que D1 y =0.Las toberas para instalaciones en cmaras impelentes se pueden fabricar utilizando aluminio centrifugado, fibra de vidrio o algn otro material de bajo costo. De este modo resultan simples y baratas de fabricar e instalar. Dado que la presin en la cmara impelente o de distribucin es igual a P2, la localizacin de la tobera para medir la presin en la zona aguas abajo no representa ninguna dificultad. Se pueden instalar varias toberas en una cmara con objeto de obtener mediciones apropiadas para un alto intervalo de (Q). Para caudales pequeos, se pueden tapar la mayor parte de las toberas con pelotas de hule o algn otro objeto similar. Para grandes gastos (Q), se pueden emplear mayor nmero de toberas.La gama de valores comunes para coeficientes de velocidad de toberas utilizadas en cmaras impelentes es 0.95