medidores de flujo

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1. INTRODUCCIÓN En este trabajo se buscara información acerca de medidores, tales como: de flujo tipo área variable, de flujo tipo presión diferencial, de flujo de velocidad y de flujo másico. La medición de flujo en los procesos industriales se hace necesaria por dos razones principales: Para determinar las proporciones en masa o en volumen de los fluidos introducidas en un proceso. Para determinar la cantidad de fluido consumido por el proceso con el fin de computar costos. El flujo de fluidos en tuberías cerradas se define como la cantidad de fluido que pasa por una sección transversal de la tubería por unidad de tiempo. Esta cantidad de fluido se puede medir en volumen o en masa. De acuerdo a esto se tiene flujo volumétrico o flujo másico 2. OBJETIVOS Averiguar acerca del medidor tipo área variable. Investigar acerca de los medidores tipo presión diferencial. Buscar información sobre los medidores de flujo de velocidad. Averiguar acerca de los medidores de flujo másico. 3. DESARROLLO 3.1. MEDIDOR DE FLUJO TIPO ÁREA VARIABLE (ROTÁMETRO) El rotámetro es un medidor de área variable que consta de un tubo transparente que se amplia y un medidor de "flotador" (más pesado que el líquido) el cual se desplaza hacia arriba por el flujo ascendente de un fluido en la tubería. El tubo se encuentra graduado para leer directamente el caudal. La ranura en el flotador

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medidores de flujo

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1. INTRODUCCINEn este trabajo se buscara informacin acerca de medidores, tales como: de flujo tipo rea variable, de flujo tipo presin diferencial, de flujo de velocidad y de flujo msico.La medicin de flujo en los procesos industriales se hace necesaria por dos razones principales: Para determinar las proporciones en masa o en volumen de los fluidos introducidas en un proceso. Para determinar la cantidad de fluido consumido por el proceso con el fin de computar costos. El flujo de fluidos en tuberas cerradas se define como la cantidad de fluido que pasa por una seccin transversal de la tubera por unidad de tiempo. Esta cantidad de fluido se puede medir en volumen o en masa. De acuerdo a esto se tiene flujo volumtrico o flujo msico2. OBJETIVOS Averiguar acerca del medidor tipo rea variable. Investigar acerca de los medidores tipo presin diferencial. Buscar informacin sobre los medidores de flujo de velocidad. Averiguar acerca de los medidores de flujo msico.

3. DESARROLLO3.1. MEDIDOR DE FLUJO TIPO REA VARIABLE (ROTMETRO)El rotmetro es un medidor de rea variable que consta de un tubo transparente que se amplia y un medidor de "flotador" (ms pesado que el lquido) el cual se desplaza hacia arriba por el flujo ascendente de un fluido en la tubera. El tubo se encuentra graduado para leer directamente el caudal. La ranura en el flotador hace que rote y, por consiguiente, que mantenga su posicin central en el tubo. Entre mayor sea el caudal, mayor es la altura que asume el flotador.Los rotmetros, o medidores de flujo de rea variable, operan bajo el principio de variacin del rea de flujo requerida para producir una cada de presin constante proporcional a la tasa de flujo. La corriente de flujo entra al medidor por la parte inferior, pasa hacia arriba a travs del tubo de medicin alrededor del flotador, saliendo por la parte superior. La tasa de flujo se mide de acuerdo a la posicin del flotador y una escala calibrada y graduada en el vidrio del tubo de medicin.

Ventajas Baratos Como sea se auto limpian No requieren fuente de alimentacin Disponibles en diferentes materiales para diferentes compatibilidades qumicas3.2. MEDIDOR DE FLUJO TIPO PRESIN DIFERENCIAL3.2.1. Placa de OrificioLa placa de orificio consiste en una placa perforada que se instala en la tubera, el orificio que posee es una abertura cilndrica o prismtica a travs de la cual fluye el fluido. El orificio es normalizado, la caracterstica de este borde es que el chorro que ste genera no toca en su salida de nuevo la pared del orificio. El caudal se puede determinar por medio de las lecturas de presin diferenciales. Dos tomas conectadas en la parte anterior y posterior de la placa captan esta presin diferencial.

3.2.2. Toberas de FlujoLas 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.3.2.3. Tubo DallEs un tubo de Venturi especial. La cada de presin de este elemento es menor que con cualquier otro elemento, pero es mayor que la generada por un tubo de Venturi. En el cono de convergencia, la entrada es un cono clsico, pero la parte inclinada es ms corta. El cono de divergencia es ms corto que la salida de un tubo de Venturi normal.Debido a la forma del tubo, el flujo se adhiere a sus paredes en toda su extensin, evitando as los remolinos. De esta forma se elimina casi por completo la turbulencia y siendo el cono de salida ms corto se recobra rpidamente y casi por completo la cada de presin.El tubo de Dall queda instalado en el interior de la tubera. Como ste no tiene que soportar la presin de la lnea, sus paredes no necesitan ser muy gruesas y su costo, por consiguiente, es menor que el de un tubo de Venturi normal.3.2.4. Tubo VenturiEste 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.El tamao del tubo de Venturi se especifica mediante el dimetro de la tubera en la cual se va a utilizar y el dimetro de la garganta; por ejemplo, un tubo de Venturi de 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 de Venturi debe 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.

3.2.5. Tubos PitotUn tubo de Pitot es un instrumento de medicin de la presin se utiliza para medir la velocidad del flujo de fluido. El tubo de Pitot fue inventado por el ingeniero francs Henri Pitot en el siglo 18 y fue modificada a su forma moderna en el siglo 19 por el cientfico francs Henry Darcy. Es ampliamente utilizado para determinar la velocidad de una aeronave y para medir velocidades de aire y gas en las aplicaciones industriales. El tubo de Pitot se utiliza para medir la velocidad local en un punto dado en la corriente de flujo y no a la velocidad media en la tubera o conducto.El tubo de Pitot bsica consiste en un tubo apuntando directamente en el flujo de fluido. Como este tubo contiene fluido, una presin se puede medir; el fluido en movimiento es llevado a descansar ya que no hay salida para permitir el flujo de continuar. Esta presin es la presin de estancamiento del fluido, tambin conocida como la presin total o la presin del tubo de Pitot.

3.2.6. Tubos AnnubarEl tubo Annubar es otra variante del tubo de Pitot, el cual posee varios agujeros para la toma de la presin de estancamiento, ubicados en diversos puntos a lo largo de la seccin transversal del tubo. Todas estas tomas se unen en el interior del instrumento, de esta manera la presin de estancamiento medida ser un promedio de la presin correspondiente a diversas velocidades sobre el perfil de velocidades del fluido.Este instrumento posee una mayor precisin que el tubo de Pitot simple del orden del 1 al 3%. Esto ya que la posicin de las tomas de presin esta mejor controlada y se obtiene automticamente un promedio de la presin de estancamiento en unos puntos determinados en la construccin del instrumento.Sin embargo tiene la desventaja de no poder utilizarse para determinar el perfil de velocidades.La prdida de carga que produce es pequea y se emplean en la medida de pequeos y grandes caudales de lquidos y gases3.2.7. Cono VEl V-Cone es un elemento deprimgenocon un diseo nico que acondiciona el fluido antes de efectuar la medicin.La presin diferencial es por el cono situado en el centro de la tubera. El cono est redondeado, para aplanar el perfil de velocidad del fluido y crear una seal ms estable a lo largo de todo el rango de medida. El caudal es calculado, midiendo la diferencia de presin entre la parte anterior al cono y la posterior en el centro del cono.3.3. MEDIDORES DE FLUJO DE VELOCIDAD3.3.1. Medidor MagnticoLos medidores de flujo del tipo de tensin inducida se fundamentan en la ley de Faraday la cual establece que la tensin inducida en un conductor que se mueve perpendicularmente a un campo magntico es proporcional a la velocidad del conductor. A este medidor se le conoce con el nombre de Medidor magntico. La figura muestra un esquema del funcionamiento del medidor magntico de flujo y una configuracin tpica del mismo.

Un lquido elctricamente conductor fluye en una tubera de material no magntico entre los polos de un electroimn dispuesto perpendicularmente a la direccin del flujo. La interaccin entre el fluido y el campo magntico genera una fuerza electromotriz en dos electrodos ubicados a ras de la tubera, diametralmente opuestos y haciendo contacto con el fluido. Esta fuerza electromotriz es proporcional a la velocidad del fluido.La relacin entre la velocidad del fluido y la fuerza electromotriz generada viene dada por:

Donde: 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 fluido3.3.2. VortexEst basado en el principio de generacin de vrtices. Un cuerpo que atraviese un fluido generar vrtices flujo abajo. Estos vrtices se forman alternndose de un lado al otro causando diferencias de presin, esta son censadas por un cristal piezoelctrico. La velocidad de flujo es proporcional a la frecuencia de formacin de los vrtices.Son equipos de bajo mantenimiento y buena precisin.3.3.3. TurbinaEste medidor consiste de un rotor con alabes, semejante a una turbina, que se instala en el centro de la tubera y gira con una velocidad angular que es directamente proporcional al flujo.

Caractersticas del medidor de turbina La turbina est limitada por la viscosidad del fluido, debido al cambio que se produce en el perfil de velocidad del lquido a travs de la tubera cuando aumenta la viscosidad. En las paredes el fluido se mueve mas lentamente que en el centro, de modo que, las puntas de los alabes no pueden girar a mayor velocidad. En general, para viscosidades mayores de 3 a 5 cS se reduce considerablemente el intervalo de medicin del instrumento. La exactitud es elevada, del orden de 0.3 %. El valor ptimo se consigue cuando la direccin del flujo sigue la direccin de la tubera, para ello se debe instalar el instrumento en una tubera recta 15 dimetros aguas arriba y 6 dimetros aguas abajo. Un medidor de turbina se puede utilizar para medir flujo de gases y lquidos limpios o filtrados.El instrumento debe instalarse de tal modo que no se vace cuando cesa el flujo ya que el choque de lquido a alta velocidad contra el medidor vaco lo puede daar seriamente.3.3.4. Ultrasnicos Los medidores de flujo ultrasnicos miden la velocidad del flujo por la diferencia de velocidad del sonido al propagarse sta en el sentido del flujo y en sentido contrario. Los componentes bsicos de un medidor ultrasnico de flujo son: La unidad sensora compuesta por uno o ms transductores piezoelctricos tanto para la emisin como para la recepcin de las ondas ultrasnicas. La unidad electrnica, la cual realiza funciones de acondicionamiento de seales y calibracin del instrumento. El herraje, constituido por varias piezas metlicas que sirven para fijar los transductores a la tubera.Existen principalmente dos tipos de medidores de flujo ultrasnicos: El medidor por tiempo de transito El medidor basado en el efecto Doppler.

3.4. MEDIDORES DE FLUJO MASICO3.4.1. Tipo CoriolisLa medicin de caudal por el efecto Coriolis, tambin conocido como medicin directa o dinmica, da una seal directamente proporcional al caudal msico y casi independiente de las propiedades del producto como conductividad, presin, viscosidad o temperatura.La fuerza Coriolis aparece siempre y cuando se trata de una superposicin de movimientos rectos con movimientos giratorios. Para el uso industrial de su principio se sustituye el movimiento giratorio por una oscilacin mecnica. Dos tubos de medicin por donde pasa el producto oscilan en su frecuencia de resonancia.El caudal msico provoca un cambio en la fase de la oscilacin entre la entrada y la salida del equipo. Este desfase es proporcional al caudal msico y crea despus de una amplificacin correspondiente la seal de salida. Las frecuencias de resonancia de los tubos de medicin depende de la masa oscilante en los tubos y por lo tanto de la densidad del producto. Luego, la fuerza de Coriolis est determinada por la siguiente frmula:

Fc= Fuerza de Coriolism = Masa en Movimientow = Velocidad angularv = Velocidad radial en un sistema rotatorio u oscilanteLa amplitud de la fuerza Coriolis depende de la masa en movimiento m, su velocidad en el sistema *, y por tanto su caudal msico.3.4.2. Tipo trmicoLos medidores trmicos, tambin llamados medidores de caudal Thomas, se basan comnmente en dos principios fsicos: La elevacin de temperatura del fluido en su paso por un cuerpo caliente. La prdida de calor experimentada por un cuerpo caliente inmerso en el fluido. El funcionamiento de estos aparatos consta de una fuente elctrica de alimentacin de precisin que proporciona un calor constante al punto medio del tubo por el cual circula el caudal. En puntos equidistantes de la fuente de calor se encuentran sondas de resistencia para medir la temperatura.Cuando el fluido est en reposo, la temperatura es idntica en las dos sondas.Cuando el fluido circula, transporta una cantidad de calor hacia el segundo elemento de medicin T2, y se presenta una diferencia de temperaturas que va aumentado progresivamente entre las dos sondas a medida que aumenta el caudal. Esta diferencia es proporcional a la masa que circula a travs del tubo, de acuerdo con la ecuacin:Q = m ce (t2 t1) Donde: Q = Calor Transferido m = Masa del Fluido ce = Calor Especfico t1 = Temperatura Anterior t2 = Temperatura Posterior4. CONCLUSIONES Los medidores de flujo tipo presin diferencial: La placa de orificio consiste en una placa perforada que se instala en la tubera, el orificio que posee es una abertura cilndrica o prismtica a travs de la cual fluye el fluido. La tobera, con su entrada suave redondeada, elimina prcticamente la vena contracta y da coeficientes de descarga (Cd) prximos a la unidad. En el tubo Dall la cada de presin de este elemento es menor que con cualquier otro elemento, pero es mayor que la generada por un tubo de Venturi. El tubo Venturi consta en sus extremos de dos entradas en las cuales existe una boquilla. Un tubo de Pitot es un instrumento de medicin de la presin se utiliza para medir la velocidad del flujo de fluido. El tubo Annubar es otra variante del tubo de Pitot, el cual posee varios agujeros para la toma de la presin de estancamiento. El V-Cone es un elemento deprimgenocon un diseo nico que acondiciona el fluido antes de efectuar la medicin. Medidores de flujo de velocidad: Los medidores magnticos se fundamentan en la ley de Faraday la cual establece que la tensin inducida en un conductor que se mueve perpendicularmente a un campo magntico es proporcional a la velocidad del conductor. El vortex, estos vrtices se forman alternndose de un lado al otro causando diferencias de presin. La turbina consiste de un rotor con alabes, semejante a una turbina, que se instala en el centro de la tubera y gira con una velocidad angular que es directamente proporcional al flujo. Los de flujo ultrasnicos miden la velocidad del flujo por la diferencia de velocidad del sonido al propagarse sta en el sentido del flujo y en sentido contrario. Medidores de flujo msico: En el de tipo Coriolis, el caudal msico provoca un cambio en la fase de la oscilacin entre la entrada y la salida del equipo. Los de tipo trmico se basan en dos principios fsicos: la elevacin de temperatura del fluido en su paso por un cuerpo caliente y la prdida de calor experimentada por un cuerpo caliente inmerso en el fluido.

5. CONCLUSIONEShttp://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/INST_Flujo/medidoresflujovolumetrico/sensoresdeflujovolumetrico.htmlhttp://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtmlhttp://www.industriaynegocios.cl/Academicos/AlexanderBorger/Docts%20Docencia/Seminario%20de%20Aut/trabajos/trabajos%202003/Sem%20Aut%20%20Caudal/web-final/Medidores%20Diferenciales.htmhttp://www.disai.net/public/images/catalogos/doc/FOXBORO/Medidores%20de%20Caudal.pdfhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/latoberacomomedidordeq/toberacomomedidordecaudal.htmlhttp://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/INST_Flujo/medidoresflujovolumetrico/tuboDall.htmlhttp://docsetools.com/articulos-utiles/article_123487.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Caudal%C3%ADmetro#Vortexhttp://www.industriaynegocios.cl/Academicos/AlexanderBorger/Docts%20Docencia/Seminario%20de%20Aut/trabajos/trabajos%202003/Sem%20Aut%20%20Caudal/web-final/Medidores%20Masicos.htm