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Medidores de Flujo
Medidores de Flujo
Medidores de Flujo
de flujo
Flujo
Es la cantidad de masa del fluido que fluye a
travs de una tubera en un segundo. Tambin
se define como la densidad de un cuerpo, es la
relacin que existe entre la masa y el volumen.
MEDIDORES DE
FLUJO DE
PRESIN
DIFERENCIAL
Placa de orificio
Consiste en una placa metlica
delgada que se perfora en el
centro y se instala en la tubera.
Se hacen luego dos tomas de
presin, una aguas arriba y otra
aguas debajo de la placa,
captando
as
la
presin
diferencial que es proporcional
al caudal.
Ventajas:
Bajo costo.
Fcil de fabricar.
Fcil de instalar.
No requiere de mantenimiento excesivo.
Desventajas:
Su exactitud no es muy elevada, del orden
de 1 a 21%,.
Sufren permanente desgaste debido a la
erosin del fluido.
Tobera de flujo
Consiste en una entrada de forma cnica y
restringida mientras que la salida es una
expansin abrupta. En este caso la toma de
alta presin se ubica en la tubera a 1
dimetro de la entrada aguas arriba y la
toma de baja presin se ubica en la tubera al
final de la garganta.
Ventajas:
Gran exactitud, del orden 0.9 a 1.5 %.
El mantenimiento que se requiere es
mnimo.
Para un mismo diferencial de presin, el flujo
que pasa es 1.3 veces mayor que el pasara
por una placa de orificio.
Desventajas:
Alto costo De 8 a 16 veces mayor que el de,
una placa de orificio.
Su instalacin es ms complicada que la de
una placa de orificio.
Tubo Venturi
El tubo de Venturi consiste de un conjunto de
bridas y tuberas con un cono de entrada
convergente y un cono de salida divergente los
cuales guan el flujo hacia la continuacin de la
tubera. La garganta es la unin de los dos
conos y es la parte ms estrecha del tubo.
Ventajas:
Alta exactitud, del orden de 0.75%
El mantenimiento que requiere es mnimo.
La cada de presin es pequea, permitiendo
la medicin che flujos 60 % mayores que los
de la placa de orificio con la misma restriccin.
Se puede usar en la medicin de grandes
flujos.
Desventajas
Alto costo. El costo de fabricacin de un tubo
de Venturi es alrededor de 20 veces de una
placa de orificio que se use para medir el
mismo flujo.
Dificultad en la instalacin
Tobera Venturi
Es una tobera cuya parte convergente es
idntica a las toberas ISA 1932 y donde se le
ha agregado una parte divergente similar a la
de los tubos Venturi
Tubo de Dall
Es un tubo de Venturi especial. 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.
Ventajas:
El mantenimiento que se requiere es
mnimo.
La cada de presin es pequea.
Desventajas:
Alto costo.
Difcil eje instalar.
Cua de flujo
La cua es una restriccin al flujo en forma de V
que se coloca dentro de la tubera. Esta
restriccin produce una presin diferencial la
cual permite medir el flujo en un amplio rango
de nmeros de Reynolds.
Ventajas
Puede ofrecer mejor exactitud que los otros
elementos de presin diferencial, del orden de
0.5 % a 0.75%
Puede medir flujos con nmeros de Reynolds
ms bajos que lo que lo pueden hacer con
otros elementos.
Puede medir flujos viscosos o flujos con
viscosidad variable.
La vida de la cua es larga an con fluidos
corrosivos.
Puede medir flujos de fluidos corrosivos,
abrasivos, y con slidos en suspensin.
El costo de mantenimiento es bajo.
Desventajas
Su costo inicial es alto
Su instalacin es algo
difcil.
Tubo de Pitot
Es el instrumento base del mtodo, y consiste
simplemente en un tubo que toma la presin de
frente al flujo para desacelerarlo hasta cero y
tomar as la medida de la presin de
estancamiento y otro tubo que toma la presin
en un costado de la tubera de forma
perpendicular al flujo.
Tubo de Prandtl
El tubo de Prandtl es
una variante del tubo
de Pitot en donde las
tomas
de
presin
esttica se realizan
directamente en el
instrumento en vez
de hacer otra toma de
presin en la tubera,
tal como se muestra
en la figura.
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.
MEDIDORES DE
FLUJO DE REA
VARIABLE
Rotmetro
Este consiste en un
flotador
cilndrico,
ms denso que el
fluido,
colocado
dentro de un tubo
cnico vertical con el
rea menor abajo y el
rea mayor arriba. Al
pasar el flujo de abajo
hacia arriba levanta el
flotador con lo cual la
posicin de este ser
proporcional al flujo.
Caractersticas
Linealidad: El flujo es proporcional al rea, por lo
que la escala es casi lineal, especialmente si el
ngulo del cono es pequeo. Un rotmetro tpico
tiene una escala que se aleja de lo lineal en un 5
%.
Exactitud: Esta vara con la longitud de la escala y
el grado de calibracin. Es comn una exactitud
de 2% de la escala completa.
Repetibilidad: Es excelente
Capacidad: Los rotmetros son los instrumentos
ms comnmente utilizados en la medicin de
pequeos flujos.
Ventajas:
Se pueden obtener lecturas locales del flujo y
en forma de seales.
La escala es casi lineal.
No requieren gran longitud de tubera antes y
despus del medidor.
Son resistentes a fluidos corrosivos
Desventajas:
Son sensibles a los cambios de viscosidad del
fluido.
El tubo de virio es poco resistente.
Para rotmetros de mas de 4" el costo es
elevado.
MEDIDORES DE
FLUJO DE
VELOCIDAD
Medidor de Turbina
Este 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.
Medidor ultrasnico
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.
de
un
medidor
MEDIDORES DE
FLUJO DE
TENSIN
INDUCIDA
Medidor magntico
El medidor de flujo se basa en la ley de
induccin electromagntica de Faraday. Cuando
los lquidos se mueven en un ngulo correcto a
travs de un campo magntico, el voltaje
inducido es generado en el conductor.
MEDIDORES DE
FLUJO DE
DESPLAZAMIENT
O POSITIVO
Medidor volumtrico
Este consta de un recipiente que se llena con el
fluido hasta un cierto lmite y despus se vaca.
Como el recipiente es de volumen conocido,
basta contar el nmero de veces que ste se
llena en un tiempo determinado.
Disco giratorio
Este instrumento dispone de una cmara
circular con un disco plano mvil dotado de una
ranura en la que esta intercalada una placa fija
tal como se muestra en la figura. Esta placa
separa la entrada de la salida de este modo la
cmara estar siempre dividida en dos
compartimientos que forman los volmenes a
medir.
Medidor de pistn
El medidor consiste de un sistema de cilindro y
pistn duales, donde los pistones estn
conectados por un eje central tal como se
muestra en a figura. Una vlvula deslizante
montada sobre el eje, controla los puertos de
entrada y salida de flujo y tambin puede
operar un mecanismo contador.
Caractersticas:
La presin diferencial requerida para operar el
motor a bajas velocidades contra su propia
friccin se mantiene pequea por seleccin
de pistones de gran dimetro y operando en
carreras cortas.
La exactitud de un medidor de pistn puede ir
de 0.2 a 0.3%.
El efecto de la densidad y la viscosidad del
fluido sobre la exactitud es despreciable.
El medidor es apropiado para lquidos ligeros,
de baja viscosidad y no corrosivos.
Medidor Rotativo
Estos medidores contienen cmaras que se
desplazan transportando una cantidad fija de
fluido a medida que unos elementos rotan por la
accin del fluido
Medidor Birrotor
El sistema birrotor consiste en dos rotores, sin
contacto mecnico entre s, que giran como
nicos elementos mviles en la cmara de
medida. La relacin de giro mutuo se mantiene
gracias
a
un
conjunto
de
engranajes
helicoidales totalmente cerrado y sin contacto
con el lquido.
Medidores cicloidales
Los cicloidales contienen dos lbulos del tipo
Root engranados entre s, que giran en
direcciones opuestas, manteniendo una posicin
relativa fija y desplazando un volumen fijo de
fluido lquido o gas en cada revolucin.
Medidores ovales
Los medidores ovales disponen de dos ruedas
ovales que engranan entre s y
tienen un
movimiento de giro debido a la presin
diferencial creada por el lquido. La accin del
lquido va actuando alternativamente sobre
cada una de las ruedas dando lugar a un giro
suave de un par
casi constante.
Medidor de Vrtex
Los instrumentos de vrtex son parecidos a los
de remolino, excepto que estn basados en el
efecto Von Karman, donde un cuerpo en forma
de cono genera alternativamente vrtices (reas
de baja presin e inestabilidad) desfasados en
180,
cuya
frecuencia
es
directamente
proporcional a la velocidad y, por lo tanto, al
caudal.
Medidor trmico
Miden el caudal masa directamente y se basan
en la elevacin de temperatura del fluido en su
paso
por un cuerpo caliente. El primer instrumento
de esta clase fue proyectado por Thomas en
1911 para medir el caudal masa de gas en una
tobera. Por este motivo, estos aparatos reciben
tambin
el nombre de medidores de caudal Thomas.
Aplicaciones
Caracteristicas