Fluido-Dinamica

TRABAJO PRÁCTICO N° 4

FLUIDO-DINÁMICA
Cálculo de instrumentos medidores de caudal Y de aparatos para el movimiento de fluido

A). ROTÁMETRO:

En el Venturi y el medidor de orificio, la variación de velocidad da origen en el aparato a una presión diferencial (caída de la presión o pérdida de carga), a través de la sección contraída del área bien determinado, que es constante.
En elrotámetro, por lo contrario, se varía el área a través de la cual circula el fluido, esta área variable se la relaciona con el flujo mediante un calibrado adecuado del aparato. Por esto al Venturi y al medidor de orificio se la denomina de "carga variable" y al rotámetro "medidor de área variable".
El rotámetro esencialmente consiste en un tubo vertical construido en material transparente de formaligeramente cónica cuyo extremo más estrecho se coloca en la parte interior, este cono contiene un "flotador" de diámetro menor.
A medida que el flujo aumenta o disminuye, asciendo o desciende, variando asé el área anular creada entre el tubo y el flotador. De esta forma la pérdida de carga en este espacio es igual al peso del flotador.
Normalmente, el tubo es de vidrio con una escala casi linealgrabada en el mismo, de manera que el caudal puede medirse utilizando la parte superior del flotador como indicador.
Una gran ventaja es que tiene una indicación visual directa del caudal. Se utilizan varios dispositivos para transmitir las lecturas a los registradores e instrumentos de control.
Las ventajas del rotámetro son la lectura directa, escala casi lineal y pérdida constante y pequeña decarga. Además no precisa de tramos de tubería recta antes y después del medidor.

B). Medidores de flujo de presión diferencial:
Son los medidores de flujo más comunes en la industria para líquidos y gases limpios. Se coloca una constricción en el tubo y se mide la presión diferencial producida a través de ella. El problema principal es determinar con precisión la tasa de flujo de volumen apartir de la presión diferencial medida.
Las siguientes suposiciones hacen posible un cálculo teórico de la diferencia de presión:
1. Flujo sin fricción: cero pérdida de energía a causa de las fricciones y las pérdidas de tubo.
2. Pérdidas o ganancias de calor nula: a causa de transferencia de calor entre el fluido y sus alrededores.
3. Conservación de la energía total: presión + energíacinética + energía potencial.
4. Fluido incompresible: es decir, d1=d2=d.
5. Tubo horizontal: o sea, h1-h2.
6. Conservación de la tasa de flujo de volumen: (caudal) Q1=Q2=Q, donde Q1=A1.v1 y Q2=A2.v2.

De las suposiciones anteriores, es posible obtener la siguiente ecuación

QT= A2[1-(A2A1)]. [2(P1-P2)] ρ]
Ecuación teórica para flujo incompresible a través de un medidorde flujo de presión diferencial.
Características generales:

1. No poseen partes móviles, son resistentes, confiables y fáciles de mantener. Se encuentran ampliamente aceptados.
2. Siempre existe una pérdida de presión permanente (ΔPp) a causas de efecto por fricción. El costo de la energía de bombeo puede ser importante para instalaciones grandes.
3. Estos dispositivos son nolineales. Esto limita el alcance útil de un medidor entre 25 y 100% del flujo máximo. En flujos inferiores la medición de la presión diferencial está por debajo del 6% de escala natural y es preciso.
4. Solo se puede utilizar para fluidos limpios donde haya un flujo turbulento bien establecido, es decir, número de Reynold mayor a 104 aproximadamente.
5. Un sistema típico de medidor de flujoconsta de un elemento sensor de presión diferencial, un transmisor de presión diferencial, un circuito de interfase y un micro computadora.
6. Debe tenerse mucho cuidado con la instalación del medidor.

C).
1. TUBO VENTURI:

Su principio de funcionamiento es la disminución o estrechamiento del área de conducción, lo que provoca que el flujo aumente su velocidad para mantener el mismo...