APUNTES MEDICION DE FLUJO

GUÍA DE APUNTES

GL- CPI1101
APUNTES MEDICION DE FLUJO
CARRERA:

INGENIERÍA EN ELECTRICIDAD Y AUTOMATIZACION INDUSTRIAL
TÉCNICO EN ELECTRICIDAD Y AUTOMATIZACION INDUSTRIAL

ASIGNATURA: CPI 1101 “CALIBRACION DE SENSORES E INSTRUMENTOS”
SEMESTRE:

I

PROFESOR:

ANDRÉS GONZÁLEZ V.

2.2 MEDIDAS DE FLUJO Y/O VELOCIDAD.
En la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos industriales y enlas efectuadas en laboratorio
y en plantas piloto es muy importante la medición de los caudales de líquidos o de gases.
Pero antes de conocer los distintos tipos de métodos que se utilizan para medir caudales es importante saber
que se entiende por FLUJO.
Definiciones
• Flujo Volumétrico: Representa la variación de volumen por unidad de tiempo
• Flujo Másico: representa la variación de masa porunidad de tiempo.
Existen varios métodos para medir el caudal según sea el tipo de caudal volumétrico o másico deseado.

2.2.1. MEDIDORES VOLUMÉTRICOS
Los medidores volumétricos determinan el flujo en volumen del fluido, bien sea directamente (desplazamiento),
bien indirectamente por deducción (presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, tensión inducida,
torbellino).
2.2.1.1. Instrumentosde presión diferencial.
La formula de flujo obtenida con los elementos de presión diferencial se basa en la aplicación del Teorema de
Bernoulli a una tubería horizontal. La formula simplificada es:
Qv= k · √H
En la que H es la diferencia de alturas de presión del fluido o presión diferencial y k es una constante que
depende de los diámetros de la placa y de la tubería, densidad del fluido,rugosidades de la tubería, etc.

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Ventajas:
• Ideal para medición de gases o líquidos viscosos o corrosivos
Desventajas:
• Rango limitado (4:1)
• Se requiere de Transmisor adicional
• La densidad del flujo debe ser conocida o medida.
Los instrumentos más conocidos de este tipo son la placa orificio, tobera, tubo Venturi, tubo Pitot y tubo
Annubar.ANEXOS:
• Ecuación de la continuidad:

Figura 2.2.1.Flujo por tubería no uniforme.
Consideremos el fluido en una tubería de radio no uniforme. En un intervalo de tiempo Δ t el fluido de la tubería
inferior se mueve Δ x1=v1·Δ t. Si S1 es la sección de la tubería, la masa contenida en la región sombreada de
color rojo es
Δ m1 = ρ ·S1·Δ x1 = ρ S1·v1Δ t
Análogamente, el fluido que se mueve en la partemás estrecha de la tubería en un tiempo Δ t tiene una masa
(color azul) de Δm2=ρ ·S2·v2 ·Δ t. Debido a que el flujo es estacionario la masa que atraviesa la sección S1 en
el tiempo Dt, tiene que ser igual a la masa que atraviesa la sección S2 en el mismo intervalo de tiempo. Luego
v1 S1 = v2 S2
Relación que se denomina ecuación de continuidad.
Si en la figura, el radio del primer tramo de latubería es el doble que la del segundo tramo, la velocidad del
fluido en el segundo tramo es cuatro veces mayor que en el primero.
• Ecuación de Bernoulli:
Para este estudio e evaluaran los cambios energéticos que ocurren en la porción de fluido señalada en color
amarillo de la figura 2.2.2, cuando se desplaza a lo largo de la tubería. En la figura, se señala la situación inicial

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y se compara la situación final después de un
tiempo Δt. Durante dicho intervalo de tiempo, la
cara posterior S2 se ha desplazado v2 ·Δt y la
cara anterior S1 del elemento de fluido se ha
desplazado v1·Δt hacia la derecha.

Figura 2.2.2. Desplazamiento de un fluido por
tubería no uniforme.

El elemento de masa Δm se puede expresar como
Δm =ρ ·S2·v2·Δt=ρ S1 ·v1·Δt = ρ ΔV
El elemento Δm cambia su posición, en el intervalo de tiempo Δt desde la altura y1 a la altura y2.
o La variación de energía potencial es ΔEp=Δmgy2-Δmgy1=ρ ΔV(y2-y1)g
El elemento Δm cambia su velocidad de v1 a v2,
o

1

2

1

2

La variación de energía cinética es ΔEk = /2∆mv 2 - /2∆mv 1 =

½

2

2

ρ∆V(v 2 - v 1)

El resto del fluido ejerce fuerzas debidas a la presión sobre la...