Mediciones De Caudal

Mediciones de caudal

En dinámica de fluidos, caudal es la cantidad de fluido que pasa en una unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.

Medición del caudal en tuberías
En el caso de tuberías,la sección transversal es conocida con la suficiente precisión. Para la medición de la velocidad se utilizan, entre otros los siguientes procedimientos:
* Mediante el uso de correntómetro;
* Mediante el uso de instrumentos basados en el efecto Doppler;
* Mediciones mediante el tubo de Pitot;
* Introduciendo un estrangulamiento del tubo, el que puede ser gradual, mediante una piezaespecial denominada Tubo de Venturi; o abrupta, mediante la inserción de un diafragma.

Correntómetro
El correntómetro o corrientímetro es un instrumento apto a medir la velocidad de corrientes en el mar, en los ríos, arroyos, estuarios, puertos, modelos físicos en laboratorio, etc. Existen algunos modelos que además registran su dirección, profundidad e inclinación respecto de la vertical,temperatura de agua de mar, presión y conductividad. Su modalidad de registro puede ser papeleta inscriptora, cinta magnética o memoria de estado sólido.

Tipos de correntómetro
* Molinete
* Tecnología Doppler
* Electromagnético

Efecto Doppler

El efecto Doppler, llamado así por el austríaco Christian Andreas Doppler, es el aparente cambio de frecuencia de una onda producida por elmovimiento relativo de la fuente respecto a su observador. Doppler propuso este efecto en 1842 en su tratado Über das farbige Licht der Doppelsterne und einige andere Gestirne des Himmels (Sobre el color de la luz en estrellas binarias y otros astros).

Tubo Pitot
El tubo de Pitot se utiliza para calcular la presión total, también denominada presión de estancamiento, presión remanente opresiónde remanso (suma de la presión estática y de la presión dinámica).
Lo inventó el ingeniero francés Henri Pitot en 1732. Lo modificó Henry Darcy, en 1858. Se utiliza mucho para medir la velocidad del viento en aparatos aéreos y para cuantificar las velocidades de aire y gases en aplicaciones industriales.
Mide la velocidad en un punto dado de la corriente de flujo, no la media de la velocidaddel viento.

Teoría de funcionamiento
En el sitio ❶ del esquema adjunto, embocadura del tubo, se forma un punto de estancamiento. Ahí la velocidad (v1) es nula, y la presión, según la ecuación de Bernoulli, aumenta hasta:

Por lo tanto:

Siendo:
* P0 y v0 = presión y velocidad de la corriente imperturbada.
* Pt = presión total o de estancamiento.
Aplicando la misma ecuación entrelas secciones ❶ y ❷, considerando que v1 = v2 = 0, se tiene:

Siendo:
* y2 - y1 = L (lectura en el tubo piezométrico)
Luego:

Ésta es la denominada expresión de Pitot.

Efecto Venturi
El efecto Venturi (también conocido tubo de Venturi) consiste en que un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presión al aumentar la velocidad después de pasar por una zona desección menor. Si en este punto del conducto se introduce el extremo de otro conducto, se produce una aspiración del fluido que va a pasar al segundo conducto. Este efecto, demostrado en 1797, recibe su nombre del físico italiano Giovanni Battista Venturi (1746-1822).
El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido esconstante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta tras atravesar esta sección. Por el teorema de la conservación de la energía mecánica, si la energía cinética aumenta, la energía determinada por el valor de la presión disminuye forzosamente.

Tubo de Venturi
Un tubo de Venturi es un dispositivo inicialmente diseñado para medir la velocidad de un fluido aprovechando el efecto...