UNIVERSIDAD DE ORIENTE

POSTGRADO EN INGENIERIA ELECTRICA MEDIDIONES E INSTRUMENTACION INDUSTRIAL

Medicin de Flujo por V-Cone

Grupo N 7 Ricardo Gonzalez

Luis Moran Ricardo Sanchez

Unay Unate

Objetivo: Establecer los criterios y principios bsicos de la medicin de flujo por la tecnologa V-Cone.

Contenido: Medicin de flujo con tecnologa V-Cone. Medicin de Flujo. V-Cone. Principios de funcionamiento. Perfil de Velocidad. Ventajas. 3. Medicin de Flujo.

Existen dos tipos de medicin de caudal, los volumtricos que determinan el caudal en volumen del fluido y los msicos que estan creados para estimar el caudal en masa.

Estos ltimos son reservados para

aplicaciones de gran exactitud o aquellas destinadas al momento de la facturacin.

Los principales sistemas de medida para caudal son: Presin diferencial, rea variable, Desplazamiento positivo, torbellino, trmico, Coriollis, entre otros.

La mayor cantidad de aplicaciones

de medicin de caudal en la industrial estn basadas en medicin

volumtrica de caudal, usando la presin diferencial para medir el rango de flujo.

La eleccin entre medicin de flujo

msico o flujo volumtrico depender de la exactitud y las caractersticas del fluido a estudiar, bien sea gas, liquido, partculas suspendidas o vapores tomando en cuenta la presin, temperatura, viscosidad, entre otros.

4. V-Cone.

Siendo un medidor de flujo de presin diferencial. El V-Cone, como la gran mayora de sus compaeros que tambin son utilizados para medir caudal, se basa en la diferencia de presiones provocada por una reduccin de rea de la tubera por donde circula el fluido.

La presin diferencial originada

(Dp), es medida en dos tomas o puntos de estimacin de presin que son colocados aguas arriba y aguas abajo del medidor.

La tecnologia V-Cone es aplicable

a una gran variedad de fluidos, en todo tipo de condiciones y en un amplo intervalo de nmero de Reinolds. Estimando el caudal por medio del teorema de conservacin de la energa del flujo de fluido que pasa por una seccin de la tubera.

El elemento principal de esta herramientra es un cono central en el interior de la tubera que le permite manejar el fluido de una manera mas eficiente que los otros mtodos de medicin de caudal.

Figura 1. Cono del V-Cone dispuesto de

forma horizontal.

Este elemento va a interactuar constantemente con el fluido cambiando su perfil de velocidades para crear regiones de presiones diferentes.

La presin encontrada aguas abajo del cono es diferente a la encontrada aguas arriba por lo que se genera una presin diferencial entre ambas zonas.

Esta diferencia de presin es la

utilizada para estimar el caudal bajo la ecuacin de Bernoulli determinando el rgimen de flujo.

5. Princpios de funcionamento.

Los medidores de presin diferencial son usados cuando existe una restriccin del rango del fluido que pasa por una seccin dada. La reduccin de rea produce un

incremento de presin que va a estar directamente relacionada al rango de flujo.

El principio ms importante es el

teorema de Bernoulli (altura cintica + altura potencial + altura de presin = constante).

Ecuacin 1. Teorema de Bernoulli para una

tubera horizontal.

Este teorema expresa que la

presin que existe dentro de un tubo cerrado con flujo constante es inversamente proporcional al cuadrado de la velocidad del fluido dentro de la tubera.

Es decir, la presin disminuye a medida que aumenta la velocidad. Cuando la velocidad del fluido en la reduccin de rea aumenta, la presin aguas abajo disminuye.

Las presiones se estiman en

orificios del instrumento justo al lado del cono y consecutivamente destinados aguas arriba y aguas abajo mediante transductores de presin diferencial.

Cuanto mayor sea la reduccin

de rea en la seccin transversal, mayor ser la presin diferencial evidenciada. Por lo que la relacin de dimetros es un parmetro fundamental a tener en consideracin.

En el V-Cone, la relacin es

igual al rea de flujo en la seccin transversal de mayor tamao del cono dividida entre el dimetro interior del medidor.

Ecuacin 2. Relacin del V-Cone.

Bajo la premisa, de que la presin diferencial es medida desde el criterio de Bernoulli encontrando el caudal. V-Cone establece el flujo por medio de:

Ecuacin 3. Estimacin de caudal por

medio del V-Cone.

Dnde: Dp: Presin diferencial. Dp= Pa Pb K1: Constante de flujo. Fa: Factor de expansin termina del material.

6. Perfil de Velocidad.

El V-Cone es similar a otros medidores de presin diferencial en cuanto a las ecuaciones de flujo que utiliza. Pero su geometra es diferente a los otros instrumentos tradicionales ya que este obtura el flujo que pasa por el Cono.

Las condiciones de flujo ideal se dan muy pocas veces, por lo que las incertidumbres asociadas al cambio brusco del rgimen de flujo son apreciables.

El V-cone modifica estas condiciones de flujo aguas arriba del cono reduciendo as las incertidumbres de medicin por cambios en las condiciones y parmetros de dimensionamiento como la instalacin de codos o T.

La tecnologa V-Cone resulta muy

confiable debido a que la lnea central del cono optimiza el perfil de velocidad del flujo asegurando mediciones altamente precisas. La disposicin del cono de forma horizontal y en la lnea central de la tubera radicara en que este interacte con el fluido en la zona de mayor velocidad del mismo. Obligando a las zonas de baja velocidad a mezclarse con las de alta confirindole al V-Cone excelentes

propiedades de medicin de caudal aun cuando el caudal sea bajo porque siempre estar trabajando en la zona de mayor velocidad.

Figura 2. Perfil de velocidad en el V-Cone.

7. Ventajas.

Excelentes rendimientos en caudales bajos.

Precisin= 0,1 %.

Repetibilidad = 0,5%.

Baja mantenibilidad.

No require recalibracin.

Presenta solo pequeas prdidas de calor.

Es utilizado en fluidos lquidos, gaseosos y vapores.

Presenta una reduccin de caudal de 10 a 1.

BIBLIOGRAFA

Creus, Antonio. Instrumentacin Industrial. 8va Edicin. Editorial Alfa

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Dunn, William. Fundamentals of Industrial Instrumentation and

process control. Electronic book

edition. Editorial Mcgraw hill. Pag.

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Mc Crometer. Tecnologa avanzada de medidores de flujo de presin

diferencial V Cone. Gua de aplicacin

y ventas.