Vernuli

Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica
y Eléctrica UA

Mecánica de Fluidos II
Ing.: Juárez Gómez Felipe de Jesús |

Práctica: Caudalímetro

Sección 1:


22 de agosto 2011
Índice

OBJETIVOS
Determinar experimentalmente los Cq de una placa de orificio y venturi.

FUNDAMENTOS TEORICOS
Los medidores de caudal por diferencia de presión ocasionanuna pérdida permanente de presión, inferior a la ocasionada por la restricción, la cual, en caso de ser necesario, debe ser compensada para retornar a las condiciones originales del sistema.
Si el parámetro es pequeño, la relación entre el diámetro del orificio o garganta es pequeño en comparación con el diámetro de la tubería. Esto genera mayor precisión de la lectura manométrica, pero,representa una mayor pérdida de presión por fricción y puede producir una presión baja no deseada en la contracción, suficiente en algunos casos para que se liberen gases disueltos o se evapore líquido en este punto (cavitación).
Los accesorios como codos y válvulas producen perturbaciones en el flujo que afectan la medición, por ello se debe mantener una sección recta de alrededor de 5a 30D.Medidores de orificio

Son dispositivos que consisten en una reducción en la sección de flujo de una tubería, de modo que se produzca una caída de presión, a consecuencia del aumento de velocidad.
Algunos tipos de placas orificios son los siguientes:

Exactitud 2-3%Vm
Requerimientos:
Espesor aprox. 1/8”. Se utiliza en régimen turbulento Re>20000
La relación Qmax/Qmin < 3
No sedeben utilizar con fluidos abrasivos o que arrastren partículas sólidas.
Calibración:
El parámetro se establece entre 0.2-0.7 para tuberías entre 2” y 3”.
La pérdida permanente de presión es aproximadamente por Pperm=(1-2) P, y se encuentra entre (0.51-0.96)% de la P causada por el orificio. Estas pérdidas disminuyen a medida que aumenta.

Desventajas:
El coeficiente de descarga puedecambiar con el tiempo debido al desgaste y la acumulación de suciedad.
Se puede obstruir y reducir el diámetro del orificio. Para evitar esto se utilizan orificios excéntricos y segmentales
Ventajas:
Es económico.
El 50% de los medidores de caudal utilizados en la industria son P.O.

Tubo Venturi
Este medidor fue inventado por Clemens Herschel en 1881 y lleva el nombre de Venturi por elcientífico italiano que fue el primero en experimentar en tubos divergentes.
Este medidor es el más exacto teniendo una mínima pérdida de presión perma-nente y permitiendo el paso de 1.6 veces más el flujo que la placa de orificio.
El aparato está formado por tres secciones principales, una convergente con ángulo menor a 7°, una sección intermedia que constituye la garganta o estrechamiento yuna divergente.
Requerimientos:
No se ve afectado por partículas sólidas o burbujas.
La relación Qmax/Qmin es 60% mayor que en la P.O.
Calibración:
El parámetro se establece entre 0.2-0.7 5 siendo el valor más común 0.5
Debido a su forma aerodinámica la pérdida permanente de presión es de alrededor del 15% de la P causada por el instrumento.
Desventajas:
Es mucho más costosa quela P.O.
Ventajas:
La pérdida permanente de presión es mucho menor que la que ocasionan el orificio y la tobera.

Comparación entre la placa orificio y el tubo Venturi:
Una placa orificio puede sustituirse fácilmente para ajustarse a diferentes ratas de flujo, el diámetro del Venturi es fijo entonces el rango de medición está limitado por la caída de presión causada por el Venturi.
La placaorificio genera una gran pérdida permanente de presión debido a la presencia de remolinos aguas abajo del orificio, la forma del Venturi previene la formación de remolinos lo cual reduce enormemente la pérdida permanente de presión.
El orificio es económico y fácil de instalar, el Venturi es costoso y debe ser cuidadosamente diseñado. Una placa orificio se puede reemplazar fácilmente mientras...