Medidores de caudal

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Muestra de Cálculo

1. Información específica del equipo considerada en los cálculos
*
* TUBERIA | * VENTURI | * ORIFICIO |
* Cobre tipo “K” | * Diámetro de Garganta = 0.014589 m | * Diámetro de Orificio = 0.015 m |
* Diámetro nominal = 1 | * | * Coeficiente de Descarga = 0.60 |
Fuente: Laboratorio de Operaciones Unitarias, USAC.
2. Cálculo delárea de estrechamiento para el Medidor de Venturi y Medidor de Orificio.
[Ecuación 1, Ref. 2, pág. 13]
A=π*D24
Donde:
A = Área de estrechamiento [m2]
D = Diámetro de estrechamiento [m]

Ejemplo:
Sustituyendo el valor del diámetro para medidor de venturi se obtiene:
A=π*(0.014589)^24
A=1.67163E-4 m2

NOTA: De la misma forma se encontró el área de estrechamiento para el medidor deorificio.

3. Determinación de la relación de diámetros para el medidor de Venturi y Medidor de Orificio.

β=DeDi
[Ecuación 2, Ref.1, pág.224]

Donde:
β= Relación entre el diámetro de estrechamiento y el diámetro interno de la tubería (adimensional)
De = Diámetro de estrechamiento en el medidor [m]
Di = Diámetro interno de la tubería [m]

Ejemplo:
Sustituyendo los valores de De y Dipara medidor de venturi:

β=(0.014859 m)(0.025273 m)
β=0.577

NOTA: De la misma forma se encontró la relación de diámetros para el medidor de orificio.

4. Cálculo de la velocidad de estrechamiento para el medidor de Venturi y Medidor de Orificio.
V=mA*ρH2O Ecaucioón 3, Ref.1, Pag.225
Donde:
V = Velocidad de estrechamiento [m/s]
m = Flujo másico de agua[Kg/s]
A = Área de estrechamiento [m2]
H2O= Densidad de agua a temperatura de trabajo [Kg/m3]

Para este caso se asume una temperatura de 25ºC.





Ejemplo:
Sustituyendo los valores correspondientes a un flujo másico promedio a 70 unidades de rotámetro en medidor de venturi.
V=0.1258 Kgs1.678E-04 m2997Kgm3 = 0.754821046 ms

NOTA: De la misma forma se encontró lavelocidad promedio para cada flujo másico para medidor de venturi y medidor de orificio.

5. Cálculo de la diferencia de presión para el medidor de venturi y medidor de orificio.
∆P=ggcρHg-ρH2O ∆h
Ecuación 4, Ref.2, Pág.226
Donde:
ΔP = Caída de presión en el medidor [N/m2 = Pa]
g= Aceleración de la gravedad [m/s2]
gc= Factor de corrección de las unidadesdimensionales [S.I. =1]
h = Diferencia de altura (h entrada – h garganta) [m]
H2O = Densidad del agua [Kg/m3]
Hg = Densidad del mercurio [Kg/m3]
*
Ejemplo:
Sustituyendo los valores correspondientes a un flujo másico promedio a 100 unidades de rotámetro en medidor de venturi.

∆P=9.8 m/s21(13540kgm3-997kgm3 (9E-03m)
∆P=1106.29Nm2

NOTA: De la misma forma se encontró la caída de presión paracada flujo másico para medidor de Venturi y medidor de Orificio.

6. Determinación del número de Reynolds en el estrechamiento para los medidores de Venturi y Orificio.

Re= 4 mπ∙D∙μ Ecución 5, Ref.1 Pág.229

Donde:
Re = Número de Reynolds (adimensional)
m = Flujo másico de agua [kg/s]
D = Diámetro interno de estrechamiento en el medidor [m]
= Viscosidad del agua [Kg/m s]

Ejemplo:
Sustituyendo los valores correspondientes a un flujo másico promedio a 70 unidades de rotámetro en medidor de Venturi.

NRe=4(0.1258 kg/s)π(0.014859 m)(8.91E-4 kg/m s)

Re=12322.16384

NOTA: De la misma forma se encontró el número de Reynolds para cada flujo másico para medidor de Venturi y medidor de orificio.

7. Determinación del coeficiente de descarga en elmedidor de Venturi y Orificio.

C= v ∙1-β42gc∙ ∆PρH2O Ecución 6, Ref.1, Pág225

Donde:
C = Coeficiente de descarga (adimensional)
v = Velocidad en el estrechamiento [m/s]
gc = Factor de corrección de las unidades dimensionales [S.I. =1]
β = Relación de diámetros de estrechamiento e interno de tubería (adimensional)
Δp= Caída de presión [N/m2]
H2O = Densidad...
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