Medición de Flujo. Ing. Alejandra Escobar

Transcripción

1 Medición de Flujo Ing. Alejandra Escobar

2 Medición de Flujo Un fluido es una sustancia que posee la propiedad de que una porción de la misma puede desplazarse respecto a la otra, es decir, puede fluir venciendo las fuerzas de atracción entre las moléculas, que originan una resistencia interna a este desplazamiento relativo. Los fluidos pueden ser un líquido, un gas o mezcla de éstos dos. El flujo indica lo rápido que una sustancia (fluido) está en movimiento.

3 Medición de Flujo Sistema Elemento Medidores Volumétricos Transmisor Torbellino Medidor paredes deformables Medidor de frecuencia Termistancia o condensador o ultrasonido Presión Diferencial Area Variable Placa Orificio Tobera Tubo Venturi Tubo Pitot Tubo Annubar Rotámetro Conectado a tubo en U Elemento de fuelle o de diafragma Oscilante Equilibrio de fuerzas Silicio difundido Compensación Térmico de presión y Equilibrio temperatura de movimientos Potenciométrico medidores volumétricos Puente de impedancia Válvula oscilante Medidores Volumétricos Velocidad Vertedero con flotador en canales abiertos Turbina Sondas ultrasónicas Medidores de Térmico caudal masa Potenciométrico Piezoeléctrico Momento Diferencia temperatura en dos sondas de resistencia Medidor axial Medidor axial de doble turbina Fuerza Placa de impacto Rotámet ro Convertidor Potensiométrico Fuerza de Coriolis Tubo de vibración Tensión Inducida Medidor magnético

4 Medidores volumétricos Los medidores volumétricos determinan el caudal en volumen del fluido, bien sea directamente (desplazamiento), bien indirectamente por deducción (presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, tensión inducida, torbellino). Hay que señalar que la medida del caudal volumétrico en la industria se efectúa principalmente con elementos que dan lugar a una presión diferencial al paso del fluido. Entre estos elementos se encuentran la placa-orificio, la tobera y el tubo Venturi.

5 Presión Diferencial Placa Orificio; consiste en una placa perforada instalada en la tubería. Dos tomas conectadas en la parte posterior de la placa, captan la presión diferencial la cual es proporcional al cuadrado del caudal. Concéntrico Excéntrico Segmentada Ti po A B C D Aplicación Gases o líquidos limpios. Pequeños orificios de drenaje o venteo para eliminar pequeñas cantidades de líquidos o gas Líquidos con considerables cantidades de gas Gases con considerable cantidad de líquido condensado. Líquidos con arrastre de sólidos Líquidos con posible sedimentación de sólidos.

6 Presión Diferencial Tomas de Esquina: Los orificios estáticos se perforan uno corriente arriba y otro corriente abajo de la brida haciendo que las aberturas queden tan cerca como sea posible de la placa orificio. Tomas de Radio: Los orificios estáticos se localizan a un diámetro de tubería corriente arriba y a ½ diámetro de tubería corriente abajo con relación a la placa. Tomas de Tubería: Los orificios estáticos se localizan a 2½ diámetros de tubería corriente arriba y a 8 diámetros de tubería corriente abajo con relación a la placa. Tomas de Brida: Los orificios estáticos se ubican a 25.4 mm (1 in.) corriente arriba y a 25.4 mm (1 in.) corriente abajo con relación a la placa. Tomas de Vena Contracta: El orifico estático corriente arriba queda entre ½ y 2 diámetros de tubería desde la placa. La toma corriente abajo se localiza en la posición de presión mínima.

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8 Presión Diferencial Tobera; está situada en la tubería con dos tomas, una anterior y otra en el centro de la sección más pequeña. La tobera permite caudales 60% superiores a los de la placa-orificio en las mismas condiciones de servicio. Tomas de presión Tubo Venturi; permite la medición de caudales 60% superiores a los de la placa-orificio en las mismas condiciones de servicio y con una pérdida de carga de sólo 10 a 20% de la presión diferencial. Toma anterior Entrada Salida

9 Presión Diferencial Tubo Pitot; mide la diferencia entre la presión total y la presión estática, o sea, la presión dinámica, la cual es proporcional al cuadrado de la velocidad. Presión Total Presión Estática

10 Instrumentos de área variable Rotámetro; son medidores de caudal de área variable en los cuales un flotador cambia su posición dentro de un tubo, proporcionalmente al flujo del fluido.

11 De Velocidad Vertederos; se utilizan para medir caudales en canales abiertos y se encuentran en formas variadas. Estos provocan una diferencia de alturas del líquido en el canal entre la zona anterior del vertedero y su punto más bajo. Vertedero Parshall

12 De Velocidad Caudalimetro de Turbina; consiste en un rotor que gira al paso del fluido con una velocidad directamente proporcional al caudal. Bobina magnética Señal Eléctrica Flujo

13 De Velocidad Caudalimetro Ultrasónico; miden el caudal por diferencia de velocidades del sonido al propagarse éste en el sentido del flujo y en el sentido contrario.

14 De tensión inducida Caudalimetro magnético; el principio de funcionamiento se basa en la Ley de inducción electromagnética de Faraday.

15 EJERCICIOS PROPUESTOS: 1. Se tiene una tubería de 2 pulgadas y sch 40. Cuál es su diámetro interno (D)? 2. Determine el factor de talla S, para una tubería de 4" sch 40, diámetro del orificio de 2" y tomas de presión en las bridas. 3. En una tubería de 4" sch 40 se transporta agua saturada a 80ºF, el sensor de flujo es una placa orificio con diámetro 2", la conexión es en la brida (flange), se usa un transmisor de presión diferencial (DT) con un rango 0 a 100" de agua y un rango de salida de 4 a 20 ma. Para una salida de corriente de 18,4mA. Hallar el caudal Q en G.P.M. 4. En una tubería de 6" sch 40, circula gas fuel con una gravedad especifica de 0,88 la presión de línea es 25 Psi, la temperatura de operación es 60ºF, el caudal máximo es 2,10 scf/d (Pie cúbico estándar por día), el diferencial de presión a máxima escala es 20" de agua, el tipo de conexión es en la cámara anular (corner TAP). Hallar el diámetro en pulgadas del orificio del elemento de flujo. 5. Un flujo de vapor seco saturado es medido con una tobera a través de tomas en tuberías y un diámetro interno de la tubería de 7.625". La relación es 0.45y el peso especifico del gas es lbs/pie3. la presión estática es 335 psi. Calcular el caudal en lbs/hrs a una presión diferencial de 200" de agua.