Apuntes De Flujo

MEDIDORES DE FLUJO

En la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos industriales y en las
efectuadas en laboratorio y en plantas piloto es muy importante la medición de los
caudales de líquidos o de gases.
Existen varios métodos para medir el caudal según sea el tipo de caudal volumétrico o
másico deseado. Entre los transductores más importantes figuran los siguientes: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 presióndiferencial al paso del fluido.
Entre estos elementos se encuentran la placa-orificio o diafragma, la tobera y el tubo
Venturi.

Teorema De Bernoulli

La fórmula de caudal obtenida con los elementos de presión diferencial se basa en la
aplicación del teorema de Bernouilli (altura cinética + altura de presión + altura

potencial=cte.) a una tubería horizontal. En la figura pueden verse losvalores de las
presiones a lo largo de la tubería en una placa-orificio o diafragma.

Fig. 16 Teorema de Bernoulli

Si p., Pc y Va, Ve son las presiones absolutas y velocidades en la zona anterior a la placa
donde el fluido llena todo el conducto y en la vena contraída respectivamente, y Sa, Sc
son las secciones correspondientes, resulta:

siendo ρo la densidad (masa por unidad de volumen),haciendo el supuesto de que ρo no
varía en toda la longitud estudiada de la vena

De aquí se obtiene:

y llamando d = diámetro del orificio en m
D = diámetro interior de la tubería aguas arriba, en m

y llamando β a la variación diámetros β = d/D, resulta:

y llamando:

coeficiente de velocidad de acercamiento, tenemos

Y el caudal en volumen será:

QV = E

πd 2
4

2

Pa −Pc

ρo

=K

h

ρo

m3 / s

Elementos de presión diferencial
Los elementos de presión diferencial son los siguientes:

La placa-orificio o diafragma consiste en una placa perforada instalada en la tubería.
Dos tomas conectadas en la parte anterior y posterior de la placa, captan esta presión
diferencial la cual es proporcional al cuadrado del caudal. La disposición de las tomaspuede verse en la figura 17.

Fig. 17 Disposición de las tomas de presión diferencial

Tomas en la brida (fiange taps) (a). Es bastante utilizada porque su instalación es
cómoda ya que las tomas están taladradas en las bridas que soportan la placa y situadas
a 1" de distancia de la misma.
Tomas en la vena contraída (vena contracta taps) (b). La toma posterior está situada
en un punto dondela vena alcanza su diámetro más pequeño, lo cual depende de la
razón de diámetros y se presenta aproximadamente a 1 0 de la tubería. La toma anterior
se sitúa a 1 0 de la tubería.
Tomas radiales (radius taps). Son parecidas a las tomas de vena contraída, pero fijando
siempre las tomas anterior y posterior a 1 y ! 0 de la tubería, respectivamente.
Tomas en la cámara anular (comer taps) (c).Las tomas están situadas inmediatamente
antes y después del diafragma y requieren el empleo de una cámara anular especial. Se
emplean mucho en Europa.
Tomas en la tubería (pipe taps) (d). Las tomas anterior y posterior están situadas a 2t y
8 0, respectivamente. Se emplean cuando se desea aumentar el intervalo de medida de
un medidor de caudal dado. La situación de las tomas está en un lugarmenos sensible a
la medida.

Tobera
La tobera está situada en la tubería con dos tomas, una anterior y la otra en el centro de
la sección más pequeña (figura 4.8 b). La tobera permite caudales 60 % superiores a los
de la placa-orificio en las mismas condiciones de servicio. Su pérdida de carga es de 30 a
80 % de la presión diferencial. Puede emplearse para fluidos que arrastren sólidos en...