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FACULTAD DE INGENIERIAS PROGRAMA DE INGENIERIA AMBIENTAL HIDRAULICA ESTUDIO Y PATRONAMIENTO DE CAUDAL EN CONDUCTOS A PRESION

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PRÁCTICA IV IV ESTUDIO Y PATRONAMIENTO DE MEDIDORES DE CAUDAL EN CONDUCTOS A PRESIÓN

IV.1 OBJETIVOS
• • Conocer varios sistemas de medición de caudal en conductos a presión. Determinar las ecuaciones de patronamiento de distintosdispositivos para medición de caudal en conductos a presión.

IV.2 GENERALIDADES
En las tuberías a presión es generalmente necesario conocer el caudal que está pasando en un momento dado. Con base en principios hidráulicos muy sencillos se construyen dispositivos que debidamente patronados e instalados, pueden medir el caudal con bastante precisión.

IV.3 TIPOS DE MEDIDORES
Entre los medidoresmás comúnmente usados están los siguientes: · Medidores de hélice. · Medidores de área variable. · Medidores diferenciales. IV.3.1 Medidores de hélice Están constituidos por una hélice que se instala dentro del conducto, la cual gira a un número de revoluciones por unidad de tiempo proporcionales directamente a la velocidad del flujo. Como el área es constante, el caudal es directamenteproporcional a la velocidad de rotación de la hélice. Entre este tipo de medidores están los molinetes que pueden acoplarse a dispositivos mecánicos, eléctricos o electrónicos que registran el número de revoluciones o directamente la velocidad del flujo, Figura IV.1.

Figura IV.1 Medidor de hélice, tipo correntómetro. IV.3.2 Medidores de área variable
Ingeniero Ambiental Juan Pablo Prado Medina Celular:3014486896 Email. jp.prado@uniautonoma.edu.co

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Son conocidos como rotámetros y consisten de un flotador dentro de un tubo transparente de diámetro variable que va aumentando desde la entrada hasta la salida y va instalado en un tramoascendente del conducto, Figura IV.2. Proporcionalmente al flujo que esté entrando al aparato, el flotador se desplaza verticalmente hasta lograr estabilizarse en un punto o nivel. Conocida la geometría del aparato se puede calibrar de tal manera que en una escala graduada se lea directamente el caudal. Por construcción se logra que el eje del flotador siempre coincida con el del tubo transparenteque lo contiene, evitando así que el flotador se adhiera a las paredes del tubo.

Figura IV.2 Medidor de área variable, Rotámetro. IV.3.3 Medidores diferenciales Estos dispositivos funcionan con base en la reducción de la presión que se presenta entre dos puntos del aparato, la cual es directamente proporcional al caudal. Para lograr una mayor sensibilidad, se construyen de tal forma que ladiferencia de presiones sea grande. La diferencia de presión se obtiene con la reducción de la sección de flujo, que puede ser brusca o gradual, tal que aumente notoriamente la velocidad. Los tipos más usados en tuberías son los diafragmas, las toberas y los tubos Venturi. Su diferencia radica en la forma de la reducción de la sección de flujo. · En los tubos Venturi la contracción es gradual formadapor conos convergentes y divergentes, con distancia mayor que en las toberas por lo que la pérdida de energía es menor. Figura IV.3. · Las toberas son orificios de pared gruesa de construcción especial tal que la reducción de la sección de flujo es gradual, en una distancia comparativamente corta. Figura IV.6. · Los diafragmas son placas con un orificio en su centro que se insertan dentro de latubería ocasionando una contracción brusca del área de flujo. En los diafragmas la máxima reducción del área de flujo se presenta aguas abajo de la contracción y se denomina vena contracta, Figura IV.9. A continuación se detallan cada uno de éstos dispositivos de medición, sus ecuaciones de cálculo, sus restricciones y sus aplicaciones.

IV.4 Tubos Venturi
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