MEDICIONES DE CANTIDAD DE LIQUIDOS METODO DE PESADA ESTATICA Mayo del 2013
MEDICION DE FLUJO Es la acción de medir la velocidad, flujo volumétrico o el flujo másico de cualquier líquido o gas. IMPORTANCIA MEDICION DE FLUJO Transferir la vigilancia y contabilización de fluidos. Ejemplo: Compra de un producto combustible en alguna estación de combustible.
IMPORTANCIA MEDICION DE FLUJO Evaluación del rendimiento. Ejemplo: Un motor que requiera de combustible que le entregue la energía para operar. Será necesario medir la salida de potencia en relación a la cantidad de fluido consumida.
IMPORTANCIA MEDICION DE FLUJO Control de procesos industriales: Ejemplo: Industrias en los que intervengan fluidos como parte de sus procesos como la industria de las bebidas en la cual las bebidas están formadas por varios constituyentes, en los cuales es importante controlar el flujo de cada constituyente en el sistema de mezclado.
IMPORTANCIA MEDICION DE FLUJO Investigación y desarrollo: Ejemplo: Flujo de reactantes para conducir a algún producto en desarrollo.
MEDIDORES DE FLUJO Existen muchos tipos de medidores de flujo disponibles. Desplazamiento positivo. Vórtice. Electromagnético. Coriolis. Ultrasónicos. Turbina. De presión diferencial. Area variable.
CAUDAL (FLOW-RATE) [1] Cociente de la cantidad de fluido que pasa a través de la sección transversal de un conducto y el tiempo tomado para que esta cantidad atreviese esta sección. MENSURANDOS: 1. Flujo Volumétrico. 2. Flujo Másico. 3. Volumen Totalizado. 4. Masa Totalizada.
CONSIDERACIONES Perfil de velocidad. Determinación de masa/volumen. Medición del tiempo. Determinación de la densidad. Parámetros constantes -Caudal. -Presión. -Temperatura.
TIPOS DE CALIBRACION DE LOS MEDIDORES DE FLUJO Calibración en sitio Calibración en laboratorio condiciones similares. Calibración en laboratorio fluido sustituto. Control de parámetros geométricos.
TRAZABILIDAD DE LA MEDICION DE FLUJO
METODOS Y PATRONES DE REFERENCIA Patrones de referencia GRAVIMETRICO VOLUMETRICO MEDIDOR DE FLUJO PATRON BALANZA MVP MASA (MEDIDOR CORIOLIS) VOLUMEN (MEDIDOR ELECTROMAGNETICO) ESTATICO Fluyendo al INICIO y al FINAL Pesada estática + diversor Indicación Final del MVP + diversor Salida de frecuencia (Totalizado) Salida Analógica (Caudal) Salida de frecuencia (Totalizado) Salida Analógica (Caudal) Procesos de medición Fluido estático al INICIO y al FINAL Pesada estática + ON/OFF de válvula Indicación Final del MVP Indicación INICIAL y FINAL del indicador (display) Indicación INICIAL y FINAL del indicador (display)
METODO DE PESADA ESTATICA Es el método más exacto para medición del caudal del líquidos en conductos cerrados, es considerado método primario para otros dispositivos de medición de caudal. Hay que medir masa de líquido en un intervalo de tiempo conocido. Se aplica a cualquier líquido no corrosivo o tóxico con presión de vapor baja. Para las calibraciones volumétricas es necesario conocer la densidad del fluido de trabajo.
COMPARACION DEL CAUDAL EL METODO DE PESADA OBTIENE UN VALOR MEDIO DEL CAUDAL DURANTE EL ENSAYO Y LOS VALORES INSTANTANEOS DE UN MEDIDOR DE FLUJO INSTALADO EN EL CIRCUITO SON PROMEDIADOS PARA SER COMPARADOS CON ESTE CAUDAL DE REFERENCIA. EXACTITUD DEL METODO DADO QUE SOLO BASICAMENTE ES NECESARIO LA MEDICION DE LA MASA Y EL TIEMPO, ESTE METODO ES UNO DE LOS MAS EXACTOS. CUANDO UNA INSTALACION SE CONSTRUYE, SE MANTIENE Y SE USA CUIDADOSAMENTE SE CONSIGUEN INCERTIDUMBRES DE 0,1 %
CONDICIONES EN LA MEDICION [5] NO EXISTAN FUGAS SIGNIFICATIVAS EN EL CIRCUITO NI ESCAPES DURANTE EL MOVIMIENTO DEL DESVIADOR. NO SE PRODUZCA ACUMULACION O DISMINUCION DE LIQUIDO. REALIZAR CORRECCIONES POR EMPUJE HIDROSTATICO DE LA ATMOSFERA EN LOS DISPOSITIVOS DE PESAJE. LOS DISPOSITIVOS DE PESAJE, CRONOMETRO Y OTROS ASEGUREN LA EXACTITUD REQUERIDA. EL TIEMPO DEL MOVIMIENTO DEL DIVERSOR SEA PEQUEÑO CON RESPECTO AL TIEMPO DE LLENADO.
COMPONENTES DE LAS INSTALACIONES Sumidero, reservorio de líquido. Sección de ensayo. Diversor. Dispositivo de pesaje. Tanque receptor (del líquido). Dispositivo de medición del tiempo Bombas. Tanque elevado. Dispositivos de medición de la temperatura y presión del fluido de trabajo. Sistema de adquisición de datos.
PESADA ESTATICA [5] DETERMINAR LA MASA INICIAL DEL TANQUE MAS LA DE CUALQUIER LIQUIDO RESIDUAL QUE CONTENGA. DESVIAR EL FLUJO DENTRO DEL TANQUE DE PESADA MANIOBRANDO UN DESVIADOR EL CUAL ACCIONA UN CRONOMETRO PARA LA MEDIDA DEL TIEMPO DE LLENADO. DETERMINAR LA MASA FINAL DEL TANQUE MAS LA DEL LIQUIDO RECOGIDO. EL CAUDAL SE DEDUCE A PARTIR DE LA MASA RECOGIDA DEL TIEMPO DE LLENADO Y OTROS DATOS TOMADOS (DENSIDAD, TEMPERATURA, PRESION,ETC.)
ALCANCES Y ESPECIFICACIONES MENSURANDOS MODOS DE CALIBRACION METODO EMPLEADO Flujo volumétrico. Flujo másico. Volumen totalizado. Masa totalizado. A) Fluyendo al INICIO y al FINAL B) Fluido estático al INICIO y al FINAL a) Calibración gravimétrica. Medidores de flujo y medidores que totalizan el flujo másico o volumétrico. Mando de operación: Diversor ON/OFF de válvula Balanzas: 2 toneladas 0,6 toneladas Tanque de carga constante. Presión constante en la línea MODOS DE OPERACIÓN INCERTIDUMBRE EXPANDIDA (0,5 bar aproximadamente) Sistema de bombeo. Presión variable en la línea (4 bar como máximo) Rangos de caudal: 0,35 m 3 /h a 130 m 3 /h Medidor / tamaño de tuberías DN 25 a DN 200 ±0,10 % (totalizado) ±0,11 % (caudal) Hasta DN 100 Medidores con salida de frecuencia para el totalizado y salida analógica para el caudal
PRINCIPIO DE OPERACION
PRINCIPIO DE OPERACION (1)
PRINCIPIO DE OPERACION (2)
PRINCIPIO DE OPERACIÓN (2 )
PRINCIPIO DE OPERACIÓN (3)
ADQUISICION DE DATOS
ADQUISICION DE DATOS CUENTA DE PULSOS CAUDAL ESCALAMIENTO DEL CAUDAL TEMP. Y PRESION VALVULAS REGULADORAS DE CAUDAL TIEMPO DE PRUEBA BALANZAS
DIVERSOR O DESVIADOR [5] Dispositivo que desvía el flujo al tanque de pesada o a su conducto de derivación sin cambiar el caudal durante el intervalos de medida.
TOBERA PARA PELICULA UNIFORME TOBERA
DIVERSOR ESTADO INICIAL (1) MOV. PARA EL ESTADO DE LLENADO INICIO PRUEBA LLENADO PISTON NEUMATICO FIN PRUEBA ESTADO INICIAL (2) MOV. PARA RETORNAR AL ESTADO INICIAL
INICIO Y FIN DE LA PRUEBA DIVERSOR
CAUDAL DE REFERENCIA MOVIMIENTO DEL DIVERSOR
CAUDAL DE REFERENCIA
REALIZACION DE LAS UNIDADES CAUDAL VOLUMETRICO CAUDAL MASICO CAUDALES DE REFERENCIA RESULTADOS ENTREGADOS METER K-FACTOR PORCENTAJE DE ERROR
CURVA DE ERROR
DIAGRAMA DE ARBOL (CAUDAL)
DIAGRAMA DE ARBOL (VOLUMEN)
MASA BALANZAS: 1. Balanza de 600kg de capacidad con 0,02 % de incertidumbre expandida. 2. Balanza de 2000 kg de capacidad con 0,04 % de incertidumbre expandida.
TIEMPO CONTADORES UNIVERSALES DE TIEMPO Y FRECUENCIA CALIBRADOS CON UNA INCERTIDUMBRE DE 0,01 %. EL CONTADOR TAMBIEN ES UTILIZADO PARA COLECTAR LOS PULSOS ENVIADOS POR EL MEDIDOR BAJO PRUEBA DENSIDAD DEL AGUA MEDIDA CON UN PICNOMETRO TIPO GAY LUSSAC DE 50 ml DE CAPACIDAD CALIBRADO CON UNA INCERTIDUMBRE DE 0,03 %
TEMPERATURA DEL AGUA TRANSDUCTOR DE TEMPERATURA CON SENSOR DE PLATINO, CALIBRADO CON UNA INCERTIDUMBRE EXPANDIDA DE 0,04 ºC PRESION EN LA LINEA DE ENSAYO TRANSDUCTOR DE PRESION CALIBRADO CON UNA INCERTIDUMBRE EXPANDIDA DE 0,1 bar
PRESUPUESTO DE INC. K-METER i Symbol Source of Input Probability Divisor Standard Sensitivity Contribution uncertainty uncertainty distribution uncertainty coefficient to overall uncertainty u(x i ) c i [c i (x i )] 2 1 u(mf) Estimación numérica 2 u(mo) Estimación numérica 3 u(b) Calibración 4 u( ) Estimación numérica 5 u(d) Estimación numérica 6 u(cdiv.) Estimación numérica 7 u( a) Estimación numérica 8 u( p) PC-015 9 u(f) Tablas (CENAM) 10 u(pmanl) Estimación numérica 11 u(nmut) Asume 12 u( wt) Estimación numérica 13 u( wl) Estimación numérica 14 u(crep.) Ensayos 0,07 Rectangular 1,73 0,0432-0,29 1,6E-04 0,07 Rectangular 1,73 0,0432 0,29 1,6E-04 0,00 Normal 2 3,4E-05-100,90 1,2E-05 0,01 Rectangular 1,73 0,0077 0,00 9,6E-11 6,2E-06 Rectangular 1,73 3,6E-06-40,90 2,1E-08 6,6E-04 Rectangular 1,73 0,00038-100,92 1,5E-03 0,02 Rectangular 1,73 0,010-0,09 7,4E-07 140,00 Normal 2 70 0,00 1,6E-08 2,2E-11 Rectangular 1,73 1,3E-11 39042974 2,6E-07 692937 Rectangular 1,73 400067 4,5E-08 3,3E-04 2 Rectangular 1,73 2,9 1,4E-03 1,7E-05 0,26 Rectangular 1,73 0,15 1,2E-07 3,1E-16 0,24 Rectangular 1,73 0,14 1,0E-01 2,0E-04 0,03 Normal 2 0,017 1 2,8E-04 u c Incert. Combinada 0,051 % - - - 2,6E-03 U Incert. Expandida 0,10 % k 2 - -
PRESUPUESTO DE INCERTIDUMBRE 13 REPETIBILIDAD 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 DENSIDAD DEL AGUA EN LA LINEA DE ENSAYO DENSIDAD DEL AGUA EN RECIPIENTE DE PESAJE PULSOS COLECTADOS PRESION DEL AGUA COEFICIENTE DE EXPANSION DEL AGUA DENSIDAD DE LAS PESAS DENSIDAD DEL AIRE EVAPORACION TIEMPO INDICACION FINAL BALANZA INDICACION FINAL BALANZA DIVERSOR 0,0% 5,0% 10,0% 15,0% 20,0% 25,0% 30,0% 35,0% 40,0% 45,0% 50,0%
COMPARACION MEDIDOR DE FLUJO Instrumento: MEDIDOR DE FLUJO DE LIQUIDOS DN Tipo: Fabricante: Modelo: 25 mm ELECTROMAGNETICO ENDRESS+HAUSER PROMAG W (Sensor) Número de serie: Alcance de Caudal: PROMAG 50 (Transmisor) 930DA419000 (Sensor y transmisor) 9 L/min a 300 L/min Las mediciones fueron realizadas en 5 puntos al 10%, 25%, 50% y 100% del alcance del medidor de flujo. Se utilizó la salida de frecuencia para determinar el volumen totalizado (1 khz para el full scale). Salida analógica para el caudal (4 ma a 20 ma)
COMPARACION MEDIDOR DE FLUJO 1,2 Caudal, Q v.s. En 1,0 0,8 0,7 0,9 CENAM INDECOPI (SNM) UINDECOPI: 0,14% a 0,17 % En 0,6 UCENAM: 0,06 % a 0,12 % 0,4 0,4 0,2 0,1 0,1 0,0 0 50 100 150 200 250 300 Q / (L/min)
SERVICIOS OFERTADOS POR EL LFL DEL INDECOPI
SERVICIOS OFERTADOS POR EL LFL DEL INDECOPI
SERVICIOS OFERTADOS POR EL LFL DEL INDECOPI
SERVICIOS OFERTADOS POR EL LFL DEL INDECOPI
EVALUACIONES AL LABORATORIO EVALUACION PAR RECIBIDA POR EXPERTO TECNICO: DR.ENGEL, JEFE DEL GRUPO D E TRABAJO DEL DEPARATMENTO DE FLUJO DE LIQUIDOS DEL PTB FEBRERO 2013
BIBLIOGRAFIA [1] Norma ISO 4006:1991, Measurement of fluid flow in closed conduits-vocabulary and symbols. [2] Regional Workshop 2008, Theoretical and Practical Aspects in the Measurement of Potable Water. Rainer Engel. [3] Libro Todo sobre Medidores de Agua, Segunda Ediciónjunio 2008. [4] Curso Fundamentos de medición de flujo de hidrocarburos líquidos y gaseosos, CEESI, Lima-2012 [5] Norma UNE EN 24185:1993, Medida de caudal en conductos cerrados. Método por pesada
GRACIAS POR SU ATENCION Ing. Carlos Ochoa Q. cochoa@indecopi.gob.pe Telf. 2247800 anexo 1669-1659