Medidores de Caudal

I.U.P. SANTIAGO MARIO CTEDRA: INSTRUMENTACIN INDUSTRIAL ING.
BRENDA SNCHEZ
MEDIDORES DE CAUDAL
Nstor Villamizar / Edgar Prez / Yusmere Perna / Annellysse Chacn / Andrs Lopera 12/06/2010
MEDIDAS DE CAUDAL
MEDIDAS DE CAUDAL
MEDIDAS DE CAUDAL
Medidores volumtricos:
Los medidores volumtricos determinan el caudal en volumen del fluido, bien sea directamente (desplazamiento), bien indirectamente por deduccin: Presin diferencial rea variable Velocidad Fuerza Tensin inducida Torbellino La medida del caudal volumtrico en la industria se realiza principalmente con elementos que determinan una presin diferencial al paso del fluido. Estos elementos son: Placa-orificio o diafragma Tobera Tubo de Venturi
MEDIDAS DE CAUDAL
ELEMENTOS DE PRESIN DIFERENCIAL: Placa-orificio diafragma:
Nstor Villamizar / Edgar Prez / Yusmere Perna / Annellysse Chacn / Andrs Lopera
MEDIDAS DE CAUDAL
ELEMENTOS DE PRESIN DIFERENCIAL: Placa-orificio diafragma:
Orificio de la placa
MEDIDAS DE CAUDAL
ELEMENTOS DE PRESIN DIFERENCIAL: Tobera:
oPermite caudales 60% ms que la de placaorificio. oPrdida de carga de 30 a 80% de la presin diferencial. oCosto de 8 a 16 veces la del diafragma. oPrecisin en el orden de 0,95 a 1,5%.
MEDIDAS DE CAUDAL
ELEMENTOS DE PRESIN DIFERENCIAL: Tubo Venturi:
oMedicin de caudales 60% ms que la de placa-orificio. oPrdida de carga de 10 a 20% de la presin diferencial. oCosto elevado de hasta 20 veces la del diafragma. oPrecisin en el orden de 0,75%.
MEDIDAS DE CAUDAL
ELEMENTOS DE PRESIN DIFERENCIAL: Normas estandarizadas:
Para el clculo de los diafragmas, toberas y tubos Venturi se utilizan normas variadas, entre las que se destacan tenemos la norma ISO 5167-1980. Prdida de carga de los elementos. Condiciones de instalacin en tramos rectos de las tuberas. Distancias mnimas a codos, curvas, vlvulas, etc.
Enderezadores de venas
MEDIDAS DE CAUDAL
INSTRUMENTOS DE PRESIN DIFERENCIAL: Tubo Pitot:
Diferencia entre la presin total y la presin esttica.
MEDIDAS DE CAUDAL
INSTRUMENTOS DE PRESIN DIFERENCIAL: Tubo Pitot:
Ecuacin
En donde:
Despejando la velocidad:
Coeficiente de velocidad:
MEDIDAS DE CAUDAL
INSTRUMENTOS DE PRESIN DIFERENCIAL: Tubo Annubar:
Innovacin del tubo Pitot. Posee dos tubos, uno para presin total y otro para la esttica. Mayor precisin que el tubo Pitop, en el orden del 1%. Medida de pequeos grandes caudales de lquidos y gases.
MEDIDAS DE CAUDAL
INSTRUMENTOS DE PRESIN DIFERENCIAL: Placa-orificio variable:
Innovacin de la placa-orificio convencional. Alta gama de variaciones de caudal con relacin de 50 a 1. Consiste en un servomotor con realimentacin.
MEDIDAS DE CAUDAL
TRANSMISORES DE FUELLE Y DE DIAFRAGMA Transmisores de fuelle:
Consta de dos cmaras para alta y baja presin. Un muelle de margen permite tener varias gamas de presin diferencial. Proteccin contra sobrecargas con anillos de sello.
MEDIDAS DE CAUDAL
TRANSMISORES DE FUELLE Y DE DIAFRAGMA Transmisores de diafragma:
Separacin de las cmaras mediante diafragmas. Cuerpo de acero al carbono, acero inoxidable aluminio.
MEDIDAS DE CAUDAL
TRANSMISORES DE FUELLE Y DE DIAFRAGMA Transmisores de diafragma:
Conexiones entre la toma de diafragma y el convertidor de presin diferencial:
MEDIDAS DE CAUDAL
INTEGRADORES
Se usan integradores desde el punto de vista de contabilizacin continua de caudales para propsitos de facturacin por ejemplo. Existen varios tipos:
1. Integradores mecnicos: - Tipo intermitente. - Cuentan automticamente el producto (caudal instantneo x tiempo). - Usa una leva que gira a velocidad constante sobre la que se apoya una palanca cuya posicin depende del caudal instantneo. - El tiempo de contacto entre la palanca y la leva, hace actuar un contador mecnico elctrico. - Precisin en el orden del 2%.
MEDIDAS DE CAUDAL
INTEGRADORES
2. Integradores Neumticos:
MEDIDAS DE CAUDAL
INTEGRADORES
3. Integradores Electrnicos:
MEDIDAS DE CAUDAL
AREA VARIABLE (ROTMETROS)
Donde: F = Fuerza de empuje del fluido sobre el flotador. E = Fuerza de arrastre del fluido sobre el flotador. G = Peso del flotador.
MEDIDAS DE CAUDAL
AREA VARIABLE (ROTMETROS) Los flotadores pueden tener varios perfiles de construccin: Esfricos (1) Cilndrico con borde plano (2) Cilndrico con borde saliente (3) Cilndrico con bordes contra el flujo (4)
MEDIDAS DE CAUDAL
AREA VARIABLE (ROTMETROS)
Tipos de rotmetros: Rotametros Rotametros Rotametros Rotametros o diafragma. de purga: para caudales muy pequeos. de vidrios: indicacin directa. armados: no permiten la lectura directa. by-bass: se emplean conectados a las tomas de una placa orificio
VERTEDEROS (Medicion de flujo por canal

abierto)
En la medicin de caudal en canales abiertos, se utiliza vertederos de formas variadas que provocan una diferencia de alturas del liquido en el canal entre la zona anterior del vertedero y su punto mas bajo. El vertedero debe formar un angulo recto con la direccin del caudal y el canal de aguas arriba debe recto como mnimo en una distancia de diez veces la anchura, La diferencia de alturas debe medirse en un punto de aguas arriba lo suficientemente alejado como para no ser influenciado por la curva de bajada de la superficie del agua
TUBO VENTURI
Es un instrumento de medicin de caudal que consta de dos conos, uno divergente y otro convergente, unidos en el centro por un aro que, con bridas a ambos lados, constituye la garganta. El tubo venturi permite la medicin de caudales 60% superiores a los de la placa de orificio en las mismas condiciones de servicio.
Caracteriscas del tubo Venturi
1. El costo de un tubo Venturi puede ser de 20 veces mayor que el de una placa de orificio 2. Puede ser utilizado en fluidos con solidos y su mantenimientos es minimo. 3. Posee una presiocion que suele ser de 05% 4. Es dificil de instalar 5. Su mantenimiento es minimo
Medidor de Turbina
Los medidores de turbinas Consiste de un rotor que gira al paso del fluido con una velocidad directamente proporcional al caudal
Los Medidores de Turbinas pueden ser de dos tipo:

1. De Reluctancia: estos se basan en un iman permanente en el cuerpo de la turbina. El paso de las aletasvaria la reluctancia o distorciona el campo magnetico sebre la bobina captadora exterior, en la cual se induce una tension proporcional a la velocidad del fluido
2. De tipo inductivo: En este caso el iman permanente esta incorporado en el rotor y el campo magnetico giratorio que se origina induce una tension alterna en una bobina captadora exterior.
Caracteristicas del los medidores de turbinas

La Presiocion de estos instrumentos esta alrrededor de +/- 0.3% Son de alto costo Se usi con fluidos limpios
Transductores Ultrasonicos
Los trasnductores ultrasonicos miden el caudal por diferencia de velocidad de sonido al propagarse este en la misma direccion al sentido de flujo. Los sensores estan situados en una tuberia de la que se conoce el area y el perfil de velocidades.
MEDIDORE DE PLACAS
Es un instrumento de medicion que consiste en una placa instalada directamente en el centro de la tuberia y sometida al empuje del fluido. La fuerza originada es proporcional a la energia cinetica del fluido y depende del area anular de las paredes de la tuberia
MEDIDOR MAGNETICO
Son instrumentos que se basan el la ley de Faraday, en la cual se establece que la tension inducida a traves de cualquier conductor, al moverse este perpendicularmente a un campo magntico, es proporcional a la velocidad del conductor. Los medidores magntico se utilizan para medir fluidos muy viscosos y altamente corrosivos, no proporciona restriccin al fluido y la medicin no es afectada por cambios de viscosidad .
MEDIDORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
* Miden el caudal en volumen contando o integrando volmenes separados del liquido. Existen cinco tipos bsicos: * Medidor de disco oscilante * Medidor de pistn oscilante * Medidor de pistn alternativo * Medidor rotativo * Medidor de paredes deformables
MEDIDOR DE DISCO OSCILANTE
Precisin +/- 1 - 2 %
MEDIDOR DE PISTON OSCILANTE
Precisin +/- 1 % Con pistn metlico +/- 0,2 % Con pistn sinttico +/- 0,5 %
MEDIDOR DE PISTON ALTERNATIVO
Precisin +/- 0,2 %

MEDIDOR ROTATIVO
Tiene vlvulas rotativas que giran excntricamente rozando con las paredes de una cmara circular y transportan el liquido en forma incremental de la entrada a la salida. Hay tres tipos bsicos: * Los cicloidales * Sistema Birrotor * Medidores Ovales
LOS CICLOIDALES
MEDIDOR BIRROTOR
Precisin +/- 1 %
Precisin +/- 0,2 %
MEDIDOR OVAL
Precisin +/- 0,5 %
MEDIDOR DE MEDIDOR DE PAREDES DEFORMABLES
Precisin +/- 0,3 %

MEDIDOR TORBELLINO Y VORTEX
Precisin +/- 0,2 %

Numero de Strouhal
St = Numero de strouhal f = frecuencia del torbellino d = anchura del torbellino v = velocidad del fluido
Precisin +/- 1 %
st =
f xd v
MEDIDOR OSCILANTE
Precisin +/- 0,5 %

Medidores caudal - masa
La determinacin del caudal masa puede efectuarse a partir de una medida volumtrica compensndola para las variaciones de densidad del fluido, o bien determinar directamente el caudal masa aprovechando caractersticas medibles de la mas de fluido.
Compensacin de variaciones de densidad de fluido en medidores volumtricos

Compensacin neumticos de temperatura y/o presin
Medicin directa de caudal - masa

Si bien en la industria se utiliza normalmente medidores volumtricos de caudal, con el caudal determinado en las condiciones de servicio, o bien compensado segn la presin, la temperatura o la densidad. Existen 3 sistemas bsicos: * Instrumentos trmicos * Momento angular * Coriolis

Medidores trmicos de caudal Se basan comnmente en dos principios fsicos: * La elevacin de temperatura del fluido en su paso por un cuerpo caliente * La perdida de calor experimentada por un cuerpo inmerso en el fluido.

Medidores momento angular
Se basan en el principio de conservacin del momento angular de los flu * Medidor axial de una turbina. * Medidor axial de doble turbina.

Medidores Coriolis Se basa en el teorema de Coriolis, que observo que un objeto de masa que se desplaza con una velocidad lineal a travs de una superficie giratoria que gira con velocidad angular constante experimenta una velocidad tangencial tanto mayor es su alejamiento del centro.
Consideraciones de Aplicacin
Muchos tipos diferentes de sensores pueden ser usados para medidas de flujo. La opcin de cualquier dispositivo particular para un uso especfico depende de un nmero de factores como: - la fiabilidad - el costo - la exactitud - presin - la gama - la temperatura - la llevada erosin - prdida de energa - facilidad de reemplazo - partculas - viscosidad - etctera, etctera.
Seleccin
La seleccin de un caudalmetro para un uso especfico en gran parte depender sobre la exactitud requerida y la presencia de partculas, aunque el requerido la exactitud a veces bajo, y es clasificada debido al costo. Uno del los ms exactos los metros son el caudalmetro magntico que puede ser exacto al 1 por ciento de escala llena lectura o desviacin (FSD).
Instalacin
* Se
deben considerar las especificaciones del fabricante * Cantidad de flujo * Se deben instalar sensores de flujo * Respetar los dimetros de las tuberas a ser usadas * Saber que tipo de material va a pasar por dicho medidor * Rangos de temperaturas en la cuales puede trabajar * Respetar las normativas internacionales o estndares
Calibracin
Los caudalmetros necesitan la calibracin peridica. Esto puede ser hecho usando otro calibrador medida como una referencia o usando un caudal sabido. La exactitud puede variar sobre la gama del instrumento y de temperaturas y especfico cambios del fluido, que debera ser tenido en cuenta todo. As, el caudalmetro debera ser calibrado sobre la temperatura as como la gama, de modo que el apropiado las correcciones pueden ser hechas a las lecturas. Una comprobacin de punto de las lecturas debera ser hecho de vez en cuando para comprobar el flujo de instrumento que puede ser causado por aumento partculas, o la erosin segn el instrumento saliendo de Nstor Villamizar / / Annellysse la calibracin.Edgar Prez / Yusmere Perna 12/06/2010 Chacn / Andrs Lopera

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Diferencia entre la presin total y la presin esttica.

VERTEDEROS (Medicion de flujo por canal

Caracteriscas del tubo Venturi

Los Medidores de Turbinas pueden ser de dos tipo:

Caracteristicas del los medidores de turbinas

MEDIDORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

MEDIDOR DE DISCO OSCILANTE

MEDIDOR DE PISTON OSCILANTE

MEDIDOR DE PISTON ALTERNATIVO

Precisin +/- 0,2 %

Precisin +/- 0,2 %

MEDIDOR DE MEDIDOR DE PAREDES DEFORMABLES

Precisin +/- 0,3 %

MEDIDOR TORBELLINO Y VORTEX

Precisin +/- 0,2 %

Precisin +/- 0,5 %

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