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FLUJOM en C. Ivonne Yesenia Hernández GonzálezIng. Lourdes Reyes GonzálezIng. Martínez Gorostieta Claudia Lizbeth
FLUJOExisten dos tipos de medidores, los volumétricos que determinan el caudal en volumen del fluido, bien sea directamente (desplazamiento), o indirectamente por deducción o inferencia (presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, tensión inducida, torbellino) y los de masa que determinan el caudal masa. los medidores volumétricos son usados para la medida general de caudal y se destinan los medidores de caudal másico a aquellas aplicaciones en que la exactitud de la medida es importante.
CLASIFICACIÒN
VOLUMÈTRICOS-PRESIÒN DIFERENCIALPLACA DE ORIFICIO
Es el elemento primario para la medición de flujo más sencillo, es una lámina plana circular con un orificio concéntrico, excéntrico ó segmentado y se fabrica de acero inoxidable.Cualquier rebaba, ó distorsión del orificio ocasiona un error del 2 al 10% en la medición.
Tipos de placas: La placa concéntrica
sirve para líquidos. La excéntrica para los
gases donde los cambios de presión implican condensación y para los fluidos que contienen un alto porcentaje de gases disueltos.
La placa segmentada se emplea para partículas en suspensión, ya que éstas implican turbulencias que limpiarán (para que no se aglomeren partículas) el lado de alta presión, evitando errores en la medición.
Las placas de orificio son usadas para gastos pequeño y medianos.
Y su principio de funcionamiento es la toma de caída de presión, la cual será igual al gasto del fluido que pasa por la tubería.
La toma de presión para las placas de orificio puede ser:a) Toma de esquinab) Toma de bridas (esta es la toma mas común)c) Toma de vena concreta (es la toma mas adecuada)d) Toma de radioe) Toma de tubería
TOBERA DE FLUJOTiene características intermedias entre las placas de orificio y los tubos de Venturi.Tiene una llegada suavemente redondeada, pero una descarga brusca.Es más eficiente que la placa de orificio, pero menos que un medidor Venturi.Es muy indicada para la medición de gases que contienen humedad, como el vapor húmedo.
TUBO VENTURI Es uno de los dispositivos más precisos para medir el gasto
en tuberías, pero su desventaja es tener un costo elevado. Se puede usar para líquidos con determinadas
concentraciones de sólidos. Es esencial que el flujo entrando al Venturi sea uniforme. Bajo condiciones ideales un Venturi puede tener un error de
±0.50% de la lectura, pero comúnmente los errores alcanzan valores del ±1.0 o 2.0 por ciento .
El Venturi requiere un tramo recto de entrada más corto que otros elementos primarios.
Se usa para medir gastos pequeños y grandes.
TUBO PITOTSe basa en la medición del caudal a través de la cuantificación de la velocidad del flujo.Puede utilizarse tanto en conductos libres como a presión. Es sensible a las variaciones en la distribución de velocidades en la sección de la tubería, de aquí que en su empleo es esencial que el flujo sea laminar.Tiene una exactitud del ±2 al ±5%.Se emplea normalmente para la medición de grandes caudales de fluidos limpios con una baja perdida de carga.
TUBO ANNUBAR Es una innovación del Tubo Pitot y consta de dos tubos, el de
presión total y el de presión estática. El tubo que mide la presión total está situado a lo largo de un diámetro transversal de la tubería y consta de varios orificios que cubren cada uno la presión total.
El tubo Annubar es de mayor precisión que el tubo Pitot, del orden del ±1%.
Se emplea para la medida de pequeños o grandes caudales de líquidos y gases.
Se utiliza para los fluidos con bajas concentraciones de sólidos (ppm).
MEDIDOR DE CODO Se basa en la fuerza centrífuga
ejercida por el fluido a su paso por un codo de la tubería. Situando dos tomas en el codo a 45°, la diferencia de presiones permitirá deducir el caudal del fluido.
El costo del elemento es bajo. Su exactitud es baja y sólo se
aplica cuando la precisión es suficiente.
Se han utilizado en la industria nuclear para captar las altas velocidades del fluido.
ÀREA VARIABLE-ROTÀMETRO Su funcionamiento se basa en el cambio de área que se
produce entre el elemento primario en movimiento y el cuerpo del medidor.
El rotámetro permite que la presión diferencial se mantenga constante y que el área sea la que varíe.
El rotámetro consiste de un tubo de sección cónica alargada y de un flotador; conforme el flujo aumenta, el flotador asciende creando mayor área para el flujo del fluido.
Sirven para medir fluidos pequeños, medianos y grandes.
VELOCIDAD-VERTEDERO Se usan en la medición del
caudal en canales abiertos. Su principio de funcionamiento
se basa en provocar una diferencia de alturas del líquido en el canal, entre la zona anterior del vertedero y su punto más bajo.
Se emplean para medición de flujos medianos y muy grandes.
Los tipos de vertederod mas usados son:
a) Rectangular: Es apto para la medida de caudales de 0-60 m3/h a 0-2000 m3/h.
b) Triangular o tipo V: Es capaz de medir caudales dentro del intervalo 0-30 m3/h a 0-2300 m3/h.
VELOCIDAD-PARSHALLEs una estructura hidráulica que permite medirla cantidad de agua que pasa por una sección de un canal. Consta de cuatro partes principales:
a) Transición de entrada. b) Sección convergente c) Garganta. d) Sección divergente.
En este proceso se presenta una aceleración del flujo que permite establecer una relación matemática entre la elevación del agua y el gasto. Su error de medición esta localizada en la construcción de este elemento de medición.
VELOCIDAD-TURBINA Su principio se basa en medir el caudal de líquidos claros
mediante la detección de la rotación de un alabe de turbina colocada en la corriente de flujo.
El fluido que circula sobre los álabes del rotor lo hace girar y la velocidad rotacional es proporcional al caudal volumétrico.
La velocidad de rotación del rotor se puede detectar mediante un elemento magnético colocado en el exterior del medidor.
Los medidores de turbina se pueden emplear así de manera segura para medir gastos volumétricos de fluidos corrosivos o tóxicos.
VELOCIDAD-ULTRASÒNICOSSe basan en el fenómeno “ultrasónico” caracterizado porque las pequeñas perturbaciones de presión en el seno de un fluido se propagan a una velocidad, la del sonido, relativa al fluido. Los transductores ultrasónicos con un solo haz tienen una exactitud del ±2% al ±3 % y un intervalo de medida de caudales de 20 a 1 con una escala lineal.Estos elementos no tienen partes móviles, con lo cual tienen muy poco mantenimiento, no perturban el fluido, su pérdida de carga es muy pequeña, la operación es bidireccional y su rangeabilidad es grande.Son adecuados en la medida de la mayor parte de líquidos.Son sensibles a la temperatura.
FUERZA-PLACA DE IMPACTO Consiste en una placa instalada
directamente en el centro de la tubería y sometida al empuje del fluido.
La fuerza originada es proporcional a la energía cinética del fluido y depende del área anular entre las paredes de la tubería y la placa.
La precisión en la medida es de 1%.
Puede medir caudales que van de un mínimo de 0.3 LPM hasta 40000 LPM(litros por minuto).
Es un instrumento barato pero no higiénico.
TENSIÒN INDUCIDA-MAGNÈTICO Se basa en la Ley de Faraday,
de inducción magnética. Es prácticamente el único
método capaz de medir caudal sin introducción de elementos extraños en la tubería.
Previendo la utilización de recubrimientos adecuados, se puede medir caudal en fluidos particularmente viscosos.
No es sensible a los cambios de viscosidad, temperatura y tensión.
Sirven para no contaminar los fluidos ya que no se tiene contacto directo con el flujo.
DESPLAZAMIENTO POSITIVO- DISCOGIRATORIO
El instrumento dispone de una cámara circular con un disco plano móvil dotado de una ranura en la que está intercalada una placa fija.Se utiliza industrialmente en la medición de caudales de agua fría, agua caliente, aceites y líquidos alimenticios.La precisión es de ± 1–2 %. El caudal máximo es de 600 l/min y se fabrica para pequeños tamaños de tubería.
DESPLAZAMIENTO POSITIVO-PISTÒNOSCILANTE
Se compone de una cámara de medida cilíndrica con una placa divisora que separa los orificios de entrada y salida.
La precisión normal es de ±1% pudiéndose llegar a ±0.2 % con pistón metálico y ±0.5 % con pistón sintético, dentro de un margen de caudal de 5:1.
Se fabrican para tamaños de tubería hasta 2” con caudales máximos de 600 l/min.
Se aplican en la medición de caudales de agua y de líquidos viscosos o corrosivos.
DESPLAZAMIENTO POSITIVO-PISTÒNALTERNATIVO
Se fabrica en muchas formas: de varios pistones, pistones de doble acción, válvulas rotativas, válvulas deslizantes horizontales.Pueden alcanzar una precisión del ±0.2 %.Se han empleado mucho en la industria petroquímica.Su costo inicial es alto, dan una pérdida de carga alta y son difíciles de reparar.
DESPLAZAMIENTO POSITIVO-ROTATIVO Este instrumento tiene válvulas rotativas que giran
excéntricamente rozando con las paredes de una cámara circular y transportan el líquido en forma incremental de la entrada a la salida.
Se emplean mucho en la industria petroquímica para la medida de crudos y de gasolina.
Se emplean para líquidos limpios de baja viscosidad hasta 64000 l/min de crudos viscosos.
Hay varios tipos de medidores rotativo: los cicloidales, los de dos rotores y los ovales.
TORBELLINO-VORTEXEl principio básico de un medidor de vórtices es que los remolinos se desprenden del cuerpo a una frecuencia proporcional al caudal volumétrico que está circulando.El rango de error es mínimo ya que este equipo de medición está diseñado para evitar variaciones en su medición por vibraciones.
CAUDALIMETRO OSCILANTEConsiste en un pequeño orificio situado en el cuerpo del medidor, que genera una presión diferencial y provoca el paso del fluido por el área de medida.Es adecuado en la medida de caudales de fluidos con partículas en suspensión, y en las mezclas de líquidos y gases provocadas por vaporizaciones imprevistas del líquido al bajar la presión. Su exactitud es del orden del ±0.5 %.
MEDIDOR TÈRMICO Se basan comúnmente en dos
principios físicos: la elevación de temperatura del fluido en su paso por un cuerpo caliente, y la pérdida de calor experimentada por un cuerpo caliente inmerso en el fluido.
La precisión es de ±1% y se utiliza para caudales bajos de gas que van según los modelos de 0-10 cm3/min.
