medidores de flujo en conductos cerrados. venturimetro y rotametro

8/18/2019 Medidores de Flujo en Conductos Cerrados. Venturimetro y Rotametro

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LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS

FACULTAD DE INGENIERIA

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE FLUJO CERRADOS

En la utilización de sistemas de conducción de fluidos se hace necesaria la medición delcaudal volumétrico con diferentes propósitos, tales como, la evaluación del funcionamiento, lainvestigación y el control de procesos industriales.

Muchos dispositivos se encuentran disponibles para la medición el flujo. Algunos de ellosmiden la velocidad de flujo de volumen en forma directa, mientras que otros miden la velocidadpromedio del flujo el cual puede convertirse a velocidad de flujo de volumen utilizando Q = Av. Asimismo, algunos de ellos proporcionan primarias directas, mientras que otros requierencalibración o la aplicación de un coeficiente de descarga a la salida observada del dispositivo.La forma de la salida del medidor de flujo también varia en forma considerable de un tipo aotro. La indicación puede ser una presión, un nivel de líquido, un contador mecánico, la

posición de un indicador en la corriente del fluido, una señal eléctrica continua o una serie depulsos eléctricos. La elección del tipo básico de medidor de fluido y su sistema de indicacióndepende de varios factores.

VENTURÍMETRO

El medidor Venturímetro es un aparato inventado por Clemens Herschel, en 1881, quelleva el nombre de Venturi, filosofo italiano, que fue el primer hidráulico que experimento tubosdivergentes.

El aparato comprende tres secciones principales: una pieza convergente, otra divergente(difusor) y una sección intermedia, que constituye la garganta o estrechamiento.

El diámetro de la garganta generalmente esta comprendida entre ¼” y ¾” del diámetro dela tubería. Los aparatos Venturi son fabricados en dos tipos:

a) Venturis largos (Herschel)b) Venturis cortos (Orivent)

Las extensiones de los tubos Venturis largos generalmente están comprendidas entre 5 y12 veces al diámetro de la tubería. Los Venturi cortos se presentan con extensiones entre 3.5y 7 veces el diámetro nominal de la tubería. El medidor Venturi debe ser precedido de untramo rectilíneo de por lo menos 6 veces el diámetro de la tubería.

Aguas debajo del aparato se puede instalar cualquier pieza especial, porque la extensiónde la sección divergente (difusor) es suficiente grande para asegurar las condiciones demedida. En la toma de presión, existen cámaras anulares (coronas), conectadas al tubo poruna serie de orificios convenientemente dispuestos en su periferia.



Venturímetro.

Al aplicar la ecuación de Bernoulli entre los puntos 1 y 2 (despreciando pérdidas de energía)

se puede obtener el caudal que circula en la tubería en función de la caída de presión, lacual puede ser medida con un manómetro diferencial

²1²1

Δ2

=

12 A A

γ

P g

Cd Q

Donde:Q: caudal volumétrico ΔP/γ : diferencia de presión P1-P2 entre las secciones 1 y 2, expresada en columna del fluidomanométrico

A1: área de la sección 1 A2 : área de la sección 2Cd : coeficiente de descarga, obtenido por medio de calibración, el cual depende de lageometría del venturímetro y de las propiedades del fluido que circula.



h1 h2 t1 t2

1

2

: : : : : : : :

: : : : : : : :

n

No.

Qteorico=

Qreal1=V/t1

datos de laboratorio cálculos

altura de

piezómetros

Δh(cm)

tiempo de

llenado (seg)Qreal2=V/t2

<Qreal>=

(Qr1+Qr

2)/2

2/1

2

1

2

2

)(11

2 h

A A

g



ROTAMETRO

El rotámetro es un medidor de área variable que consta de un tubo transparente que se ampliay un medidor de “flotador” (más pesado que el líquido) el cual se desplaza hacia arriba por elflujo ascendente de un fluido en la tubería. El tubo se encuentra graduado para leerdirectamente el caudal. La ranura en el flotador hace que rote y, por consiguiente, quemantenga su posición central en el tubo. Entre mayor sea el caudal, mayor es la altura que

asume el flotador.Un rotametro tiene la ventaja de ser un instrumento de medición directa, es decir, que sepuede leer inmediatamente el flujo, una vez calibrado el aparato.En la actualidad los rotametros se han vuelto los instrumentos de mayor uso en la ingenieríaquímica, debido a su versatilidad y fácil instalación.La base de este aparato de medición es la sustentación hidrodinámica, puesto que el fluidoentra en la parte inferior y eleva un flotador a una altura en la cual encuentra su equilibrio entresu peso y la sustentación que ofrece el fluido. Debido a esto, la altura a la cual llega dichoflote es proporcional a la velocidad de flujo del fluido. Como se observa en la figura, elrotámetro posee una escala, sobre la cual se pueden leer valores que se pueden correlacionarde manera rápida para obtener el flujo instantáneo a través de la tubería.

Los rotámetro han mostrado su versatilidad al trabajar de manera aceptable con líquidos ygases a altas y bajas presiones con resultados satisfactorios. En la actualidad se han ajustadoa los rotámetro válvulas y censores hidroneumáticos o bien fotoeléctricos, de modo que sepueda medir y registrar las medidas de un rotámetro por medio de una computadora.



Otra gran ventaja de los rotámetro es que no requieren de espacios de tubería para que sereajuste el perfil de velocidad. Es decir, que a diferencia de los medidores mencionadosanteriormente, éste se puede colocar inmediatamente después de un accesorio sin dificultad.

Esquema de un Rotametro.

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