Medición en gas natutal

Solo disponible en BuenasTareas
  • Páginas : 12 (2907 palabras )
  • Descarga(s) : 0
  • Publicado : 23 de agosto de 2012
Leer documento completo
Vista previa del texto
Departamento de Diseño Mecánico
Instrumentacion Industrial

SENSORES DE CAUDAL.
Existen varios métodos para medir el caudal, según sea el tipo de caudal volumétrico o másico
deseado.

1

wojeda@fing.ed.uy

Departamento de Diseño Mecánico
Instrumentacion Industrial

2

wojeda@fing.ed.uy

Departamento de Diseño Mecánico
Instrumentacion Industrial

Medidores volumétricosDeterminan el caudal en volumen del fluido, bien sea directamente (desplazamiento), bien
indirectamente por deducción - presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, tensión inducida,
torbellino, etc.)

Placa orificio:

Hipótesis:
- Fluido incompresible.
- No hay pérdidas de carga.
Sean:
D: diámetro de la tubería.
d: diámetro de pasaje de la placa.
v1: velocidad de entrada.
v2:velocidad de pasaje en el orificio.
h: diferencia de altura en un tubo conectado entre 1 y 2.
3

wojeda@fing.ed.uy

Departamento de Diseño Mecánico
Instrumentacion Industrial

Obs.: p2 se debería medir en el orificio, pero esto no introduce un error apreciable.

G = Kg / h


V = m3 / h

Por Bernoulli:
2

2

v1
p
v
p
+ 1= 2 + 2
2g γ
2g γ

d =β.D

con 0< β < 1
v1.D2= v2.d2

Por continuidad:


v1 d 2
=

v2 D 2
2

2

⇒ v1 = β 2 .v2

2

v − v1
p − p2
⇒2
=1
2g
γ

⇒ q = K .Fa .

Con:
-

2

(

v
⇒ 2 .1− β
2g

4

)=

p1 − p2
γ

2 g .( p1 − p2 )
1 − β 4 .γ

(

π .d 2
.v2
4

K coeficiente de flujo (depende de Re = v1.D1/ν, β).
Fa coeficiente de expansión del orificio (depende de Tfluido, material).
⇒ q = K.Fa .

π .d 2 2 g.( p1 − p2 )
.
(1 − β 4 ).γ
4

Obs.: Usualmente la p se mide en mm col. H2O.
⇒ q = K .Fa .

π .d 2 2 g.( p1 − p2 ).γ H 2 O
.
4
(1 − β 4 ).γ .γ H 2O

y γ/γH2O = ρf densidad relativa (del fluido que circula).

4

⇒ v2 =

wojeda@fing.ed.uy

)

Departamento de Diseño Mecánico
Instrumentacion Industrial

⇒ q = K .Fa .

π .d 2
2 gh
.
(1 − β 4 ).ρ
4

1 − β 4 .4q 
⇒ h = ρ f .

2
 2 g .K .Fa .π .d 



⇒ h=

f

ρ f .(1 − β

4

2g

) .


4q

2
 K .Fa .π .d 

2

K = f(β) , entonces agrupamos
Lo tomamos como un solo parámetro.

1− β
con
K

4

4
q
⇒ h = ρ f .


K .Fa .d 2 
 2 g .π
Norma ASME:

[h] = in col. H2O (en condiciones normales).
[q] = GPM (1 Gal = 3,785 lts)
[d] = in.Para Líquidos:


q
h = ρ f .
2
 5,668.Fa .K .d 

2

Agua, productos químicos incompresibles.

5

wojeda@fing.ed.uy

2

2

Departamento de Diseño Mecánico
Instrumentacion Industrial

Para gases:
Para gases, se refiere al gasto volumétrico en situación estándar (1 atm., 20º C).
Hipótesis: para gases se cumple la Ley de Boyle – Mariotte.
G.T f 

Q
h=
.
2
p f 7727.Fa .FPV .Y .K .d 

2

pf: presión del gas fluyendo lb/in2 absolutas.
Tf: temperatura del gas fluyendo ºR
G: peso específico del gas comparado con el del aire [ ] =1
Fa ya definido.
K: ya definido.
FPV: factor que tiene en cuenta la compresibilidad del gas.
Y: factor de expansión del gas.
Q: ft3 estándar/h

Para vapor de agua:


w
h = v.
2
 359.Fa .Y .K .d 

2v: volúmen específico de vapor ft3/lb
w: gasto másico lb/h
Obs.: la relación entre el gasto y h no es lineal.

Una vez decidido h, se despeja el diámetro de la placa a colocar. Recordar que el coeficiente K,
depende de β y de Re.
Valores estándar:



6

100 in wc.
0,25 kg/cm2.

wojeda@fing.ed.uy

Departamento de Diseño Mecánico
Instrumentacion Industrial

Material: chapa deacero inoxidable, con orificio torneado.

7

wojeda@fing.ed.uy

Departamento de Diseño Mecánico
Instrumentacion Industrial

ISO 5167-1980 Medida del flujo de fluidos por medio de placa-orificio, toberas o tubos venturi,
insertados en conductos de sección circular.
ASME 19.5 – Flowmeter Computation Handbook.
API 2530 – septiembre 1985 para gas natural.
AGA-3 y AGA-7 Gas Measurement...
tracking img