Teoria de flujos

Medidas de flujo Las medidas de flujo son muy importantes en todos los procesos industriales. La manera en la que la razón de flujo se cuantifica depende de si la cantidad fluido es un sólido, líquido o gas. En el caso de sólidos, es apropiado medir la razón de flujo de la masa, mientras que en el caso de líquidos y gases, se mide el flujo normalmente en cuanto a razón de volumen. En unos casos,tal como medir la cantidad de combustible usado en un cohete, es necesario medir la masa del líquido. Éstas y otras técnicas especiales de medición de flujo están disponibles en este libro. 16.1 Flujo de masa La medida del flujo de masa de los sólidos en los procesos

Figura 16.1 Medida del flujo de masa industriales normalmente atañe a sólidos en forma de pequeñas partículas originados porprocesos de aplastamiento o molición. Estos materiales son conducidos por un tipo de cinta transportadora que permite medir la masa del sólido en una longitud dada de la cinta, que, multiplicada por su velocidad, permite calcular el flujo de masa del sólido. La figura 16.1 muestra un típico sistema de medición de flujo de masa. Una célula de carga mide la masa M del material distribuido sobre unalongitud l de la cinta transportadora. Si la velocidad de la cinta es v, el flujo de masa Q viene dado por la siguiente expresión:

Q=

M⋅v l

El flujo de masa de un fluido viene determinado mediante la medida simultánea del flujo de volumen y la densidad del fluido, aunque una reciente alternativa disponible es el método de Coriolis. Debido a que la medida del flujo de masa en fluidos no es unpráctica habitual, los sistemas necesarios para ello no están referenciados en este texto, pero sí en Medlock 1983, Furness and Heritage1986.

16.2 Razón de flujo de volumen La razón de flujo de volumen es la forma apropiada de cuantificar el flujo de los materiales gaseosos, líquidos o semi-líquidos (cuando partículas sólidas van suspendidas en un medio líquido). Los materiales en estas formasson conducidos mediante tuberías, y los instrumentos más comunes usados para medir dicho flujo de volumen son los siguientes: medidor de diferencia de presión medidor de área variable medidor de desplazamiento positivo medidor de flujo de turbina medidor de flujo electromagnético medidor de emisión de torbellinos medidor de ultrasonido

La consideración de estos medidores en las siguientessecciones es seguida por discusiones del último desarrollo en relaciones cruzadas, láser Doppler y medidores de flujo inteligentes. Los factores relevantes que regulan las opciones entre este desconcertante gama de medidores disponibles en aplicaciones concretas son consideradas en la sección final de este capítulo. 16.3 Medidores de diferencia de presión Los medidores de diferencia de presiónincluyen la inserción de algún dispositivo en una tubería de fluido la cual causa una obstrucción y crea una diferencia de presión entre ambos lados del dispositivo. Tales medidores incluyen la placa de orificio, el tubo Venturi, la boquilla, la tubería Dall y el tubo Pilot. Cuando se pone tal obstrucción en una tubería, la velocidad del fluido por la obstrucción aumenta y la presión disminuye. La razónde flujo de volumen es proporcional a la raíz cuadrada de la diferencia de presión a través de la obstrucción. La forma en que esta diferencia de presión es medida es importante. Medir las dos presiones con instrumentos distintos y calcular la diferencia de estas medidas no es muy satisfactorio debido al gran error que se puede cometer cuando la diferencia de presión es pequeña, como se explicó enel capítulo 7. El procedimiento normal es, por lo tanto, usar un transductor de diferencia de presión de diafragma. Todas la aplicaciones de este método de medición de flujo asumen que las condiciones del flujo aguas arriba del dispositivo de obstrucción están en estado estable, y una cierta mínima longitud de tramo recto de la tubería por delante del punto de medida es necesario para asegurar...