CAP 4 Medicion flujo 2009

Capítulo 4

MEDICION DE FLUJO
DE FLUIDOS
Un fluido es una sustancia que posee la propiedad de que una porción de la misma
puede desplazarse respecto a la otra, es decir, puede fluir venciendo las fuerzas de atracción
entre las moléculas, que originan una resistencia interna a este desplazamiento relativo. Los
fluidos pueden ser un líquido, un gas o mezcla de éstos dos. El flujo indica lo rápidoque una
sustancia (fluido) está en movimiento.
Los sistemas de fluidos pueden ser de:
 Tubería cerrada.
 Semicerrados.
 Abiertos.
En cada caso, se pueden usar varios métodos de medición para determinar la velocidad
de flujo requerida.
Las mediciones de flujo de fluidos son usadas en muchas aplicaciones que cubren
un gran espectro de actividades tanto en la industria como la investigación. Lasmismas
pueden ser expresadas de tres formas: flujo volumétrico, flujo másico y velocidad de flujo.
4.1. DESCRIPCIÓN Y OBJETIVOS DEL CAPÍTULO
En este capítulo se describen los transductores industriales más utilizados en la
medición de flujo de fluidos. Se comienza con el concepto de flujo de fluidos, uso de

unidades, clases de flujo de fluidos, leyes asociadas a los cambios de flujo de fluidos,aplicaciones y tipos de medidores de flujo. Existen por lo menos cien tipos de medidores
comerciales de flujo distribuidos dentro de las siguientes técnicas: presión diferencial,
electromagnético, área variable, desplazamiento positivo, turbina y otros.
Las técnicas que se estudiaran para la medición de flujo de un fluido serán para el caso
de tubería cerrada, debido a su importancia en los procesosindustriales, laboratorios y plantas
pilotos. Todos estos métodos de medición serán estudiados y presentados así: principio de
funcionamiento, características, ventajas, desventajas y aplicaciones.
Al terminar de estudiar este capítulo se deberá ser capaz de:
 Definir flujo de fluidos.
 Usar correctamente las unidades de medición de flujo de fluidos.
 Listar los tipos de flujo de fluidos.
Definir las leyes asociadas a los cambios de flujo de fluidos.
 Desarrollar una lista de aplicaciones de la medición de flujo de fluidos en el ámbito
industrial.
 Listar y describir los dispositivos que usan los métodos de flujo de fluidos.
 Elegir el transductor más apropiado para la medición de flujo de fluidos.
 Especificar el medidor de flujo de fluidos.
4.2. CLASES DE FLUJO DE FLUIDOS
En elestudio de mediciones de fluidos se toman los no viscosos como fluidos ideales.
En ellos no existe disipación de energía debido a la fricción. En fluidos reales esta
aproximación dará buenos resultados cuando la fricción es pequeña.

175

4.2.1. Fluidos ideales
Los fluidos ideales se clasifican en: compresibles e incompresibles. En estos últimos
se asume la densidad constante o con pequeñasvariaciones. Esta suposición nos limita a los
fluidos de líquidos y gases, con pequeñas variaciones de presión y temperatura. En los gases,
el flujo a alta velocidad se asocia con grandes variaciones de presión, temperatura y densidad,
pero estas variaciones son pequeñas en flujos a baja velocidad, los cuales pueden ser
estudiados como fluidos incompresibles ideales con bastante aproximación.
Siendoel caso de fluidos incompresibles ideales el más sencillo de estudiar, los
sistemas de flujo de fluidos en general se tratan de aproximar para ser estudiados como tales
dentro de lo posible. Los sistemas que no comprenden este caso se consideran con su
correspondiente complejidad.
En el estudio de fluidos incompresibles ideales, es importante considerar si el fluido es
de una, dos o tresdimensiones.
4.2.1.1. Flujo de una dimensión
Flujo de una dimensión se refiere al desplazamiento a lo largo de una línea de corriente
de flujo individual, la cual posee solamente una dimensión. En estos, la variación de presión y
velocidad ocurre a lo largo de la línea de corriente, Figura 4.1.
En los flujos de una dimensión, todas las propiedades y características del fluido son
función de una coordenada...