Tecnolgico de Estudios Superiores de EcatepecDivisin de Ingeniera Qumica y Bioqumica

Operaciones unitarias IPractica 2Medidores de flujo

Integrantes:Cabrera Prez Luis ngelCastaeda Dimas Sara PaulinaHernndez Villegas PriscilaLara Chavero Zaida ZuleicaTorres Bravo Ana Michel

Grupo: 3501

Profesor: Rafael Campos HassFecha de entrega: 22/10/13

OBJETIVO-Demostrar experimentalmente el clculo de flujo de un fluido (agua)

Objetivos especficos

-Hacer que el alumno indague e investigue para la elaboracin y buen funcionamiento de dicho equipo.-Obtener conocimientos sobre diseo de equipo.-Reforzar conocimientos adquiridos tericamente por medio de la experimentacin.-El alumno ser capaz de poder determinar la cantidad de flujo de manera experimental

JUSTIFICACIN

El ingeniero qumico adems de tener conocimientos tericos debe contar con conocimientos en la prctica y en el manejo de diferentes equipos esto hace que este mejor preparado.

El propsito principal para la elaboracin de este equipo es el de que la institucin no cuenta con una cantidad de equipos que son indispensables para la formacin del ingeniero qumico, adems de que futuras generaciones puedan manejar diferentes equipos y ayude a su formacin.

Por otro lado al equipo de trabajo que lo va elaborar lo ayudara a reforzar y poner en prctica los conocimientos adquiridos tericos adems de que nos ayudara a que tengamos que emplear conocimiento de diseo y contacto con diferentes materiales para lograr a conformar un equipo de alta calidad que sea parte del laboratorio.

Otro punto que se debe recalcar es que este proyecto que se pretende elaborar es completo ya que como se mencione anteriormente se emplean conocimiento tericos y prcticos lo cual hace que se tenga una mejor formacin como ingenieros

IntroduccinLa seleccin eficaz de un medidor de caudal exige un conocimiento prctico de la tecnologa del medidor, adems de un profundo conocimiento del proceso y del fluido que se quiere medir.

Cuando la medida del caudal se utiliza con el propsito de facturar un consumo, deber ser lo ms precisa posible, teniendo en cuenta el valor econmico del fluido que pasa a travs medidor, y la legislacin obligatoria aplicable en cada caso.

En este estudio se examinan los conceptos bsicos de la medida de caudal y las caractersticas de los instrumentos de medida.

Entre los principales medidores que se estudian se citan, en primer lugar, los medidores de presin diferencial. Despus se estudian los medidores con accionamiento mecnico, es decir, los medidores de desplazamiento positivo y los medidores de tipo turbina, para finalizar con los medidores de caudal de tipo electromagntico y los medidores de tipo ultrasnico.

Aunque los medidores de tipo msico no se abordan, ya que la ponencia trata de medidores de caudal de tipo volumtrico, en ocasiones es ms importante conocer el caudal msico que el caudal volumtrico, principalmente en la industria qumica, donde es necesario conocer los caudales msicos con el fin de determinar balances energticos en las plantas de proceso.

Se indican tambin las ventajas e inconvenientes de emplear uno u otro tipo de medidor de caudal, tanto tcnica como econmicamente.

Marco TericoUna placa orificio es una restriccin con una abertura ms pequea que el dimetro de la caera en la que est inserta. La placa orificio tpica presenta un orificio concntrico, de bordes agudos. Debido a la menor seccin, la velocidad del fluido aumenta, causando la correspondiente disminucin de la presin. El caudal puede calcularse a partir de la medicin de la cada de presin en la placa orificio, P1-P3. La placa orificio es el sensor de caudal ms comnmente utilizado, pero presenta una presin no recuperable muy grande, debido a la turbulencia alrededor de la placa, ocasionando un alto consumo de energa.

Es una forma sencilla de medir caudal.

Es importante diferenciar entre una medicin de proceso y una medicin fiscal. En ciertos casos, cuando circula gas se utiliza un transmisor multivariable. Suelen requerir arreglos de especficos para poder complementar con sus importantes requisitos de tramos rectos.

COMO CALCULO EL GASTO QUE PASA POR LA TUBERA?

La medicin del gasto se determina conociendo las caractersticas geomtricas del dispositivo, la presin diferencial y la densidad del agua.Si tienes un dimetro de orificio d y una tubera con un dimetro D, necesitas determinar el cociente d/D, al cual llamaremos con la letra griega beta (). Este valor, se conoce como la relacin de dimetros.

La densidad de un cuerpo, indica cunto pesa dentro de un determinado volumen, se representa por la letra griega ro (), para el agua limpia tiene un valor de 1,000 Kg/m3.Al combinar dos ecuaciones hidrulicas, que son La Ecuacin de la Energa (o Teorema de Bernoulli) y La Ecuacin de Continuidad, se forma una ecuacin para calcular el gasto:

El coeficiente de descarga Cd es un valor de ajuste que compensa la distribucin de velocidad y las prdidas de carga menores que no fueron tomadas en cuenta al obtener la ecuacin del gasto, su valor se determina para cada dispositivo, depende de cmo se coloquen las tomas de presin.

Los rotmetros o flujmetros son instrumentos utilizados para medir caudales, tanto de lquidos como de gases que trabajan con un salto de presin constante. Se basan en la medicin del desplazamiento vertical de un elemento sensible, cuya posicin de equilibrio depende del caudal circulante que conduce simultneamente, a un cambio en el rea del orificio de pasaje del fluido, de tal modo que la diferencia de presiones que actan sobre el elemento mvil permanece prcticamente constante.

La fuerza equilibrante o antagnica en este tipo de medidores lo constituye la fuerza de gravedad que acta sobre el elemento sensible construido por lo general de forma cilndrica con un disco en su extremo, y provisto de orificios laterales por donde circula fluido que inducen una rotacin alrededor de su eje para propsitos de estabilidad y centrado. Existen tambin elementos sensibles de forma esfrica, utilizados por lo general para medicin de bajos caudales que carecen de rotacin.

El rotmetro en su forma ms simple consta de un tubo de vidrio de baja conicidad, en cuyo interior se encuentra el elemento sensible al caudal que circula por el tubo, al cual se denomina flotador. Bajo la accin de la corriente de lquido o gas el flotador se desplaza verticalmente, e indica sobre una escala graduada directamente el caudal circulante, o un altura que sirve como dato de entrada para determinar el caudal en una curva o grfico de calibracin que debe obtenerse experimentalmente.

El principio de funcionamiento de los rotmetros se basa en el equilibrio de fuerzas que actan sobre el flotador. En efecto, la corriente fluida que se dirige de abajo hacia arriba a travs del tubo cnico del rotmetro, provoca la elevacin del flotador hasta una altura en que el rea anular comprendido entre las paredes del tubo y el cuerpo del flotador, adquiere una dimensin tal que las fuerzas que actan sobre el mismo se equilibran, y el flotador se mantiene estable a una altura que corresponde a un determinado valor de caudal circulante.

Las fuerzas que actan sobre el flotador son tres y de naturaleza distinta:

Fuerza de origen aerodinmico o resistencia aerodinmica, D actuando hacia arriba. Fuerza de Arqumedes o empuje hidrosttico, E tambin actuando hacia arriba. Fuerza gravitatoria o peso W actuando hacia abajo.

En condiciones de estabilidad, el flotador se mantiene a una altura constante, y el equilibrio de fuerzas es tal que la suma de la resistencia aerodinmica D y el empuje hidrosttico E equilibran al peso W, pudiendo plantearse la siguiente ecuacin de equilibrio:

Fv = D + E -W = 0 D + E = WDESARROLLO EXPERIMENTAL1. Encender el equipo2. Abrir la llave que se encuentra en rotmetro as como la llave de paso que lleva al fluido directo al tanque.3. Calibrar el rotmetro midiendo la cantidad del fluido que sale por la manguera en un determinado tiempo.4. Una vez que se halla calibrado el rotmetro sobre la vlvula de paso que va a la tubera principal, donde se encuentra la placa de orificio.5. Posteriormente se debe purgar el manmetro, de manera que no se encuentre aire estancado en ninguna de las columnas de manmetro diferencial, o hasta que se vea un flujo permanente en las mangueras de purga.6. Ya que se halla purgado adecuadamente el manmetro se cierra la vlvula de paso que esta al centro del arreglo de llaves del manmetro para que se comience a tomar la medida de la presin diferencial.7. Con la vlvula del rotmetro se va cerrando para variar el flujo y poder tomar varias diferencias de presin, para poder medir o determinar la cantidad de flujo que pasa por la placa de orificio, as como su dimetro.8. Realice los clculos necesarios.9. Realizar un anlisis de resultados.10. Conclusiones. ResultadosTiempo (segundos)Altura del rotmetro

8.242.25

8.812.25

8.202.25

8.332.25

Gv024681012141618

t04.028.0412.0616.0820.1024.1228.1432.1636.25

Gv024681012141618

% Abertura de Rotametro011.1122.2233.3344.4455.5566.6677.7788.88100

CALCULOS

DT= .0525m

D0= .0127m

Planteamiento

Ecuacin de orificio

Clculos

Si Re > 20000 Co = 0.61

Por lo tanto el coeficiente de descarga va a ser igual a 0.61

Ahora ya se puede calcular el gasto msico que se tuvo en el sistema donde se llev a cabo la operacin.

Por lo tanto el Kc o constante de proporcionalidad experimental para ser usado en los clculos de la placa ser de:

Por lo tanto el Fc o coeficiente de correlacin entre la placa y el rotmetro ser de:

BibliografaTreybal. Operaciones de Transferencia de Masa. Mc Graw Hill. Mxico 1980.

Valiente Antonio. Problemas de Flujo de Fluidos. Limusa Noriega Editores. Mxico 2002.

http://www.efn.uncor.edu/departamentos/aero/Asignaturas/MecFluid/material/Teoria%20Rotametro.pdfhttp://materias.fi.uba.ar/7609/material/S0305MedicionCaudal1.pdfhttp://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Noticias/Placa_orificio.pdf