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1.2. TIPOS DE MEDIDORES DE CAUDAL
1.2.1. Medidores De Cabeza Variable
El principio básico de estos medidores es que cuando una corriente de fluido se restringe, su presión disminuye por una cantidad que depende de la velocidad de flujo a través de la restricción, por lo tanto la diferencia de presión entre los puntos antes y después de la restricción puede utilizarse para indicar la velocidaddel flujo. Los tipos más comunes de medidores de cabeza variable son el tubo venturi, la placa orificio y el tubo de flujo.
1.2.1.1. Tubo Venturi
El flujo desde la sección principal en la sección 1 se hace acelerar a través de la sección angosta llamada garganta, donde disminuye la presión del fluido, después se expande el flujo a través de la porción divergente al mismo diámetro que la tuberíaprincipal. En las paredes de la tubería, secciones 1 y 2, se encuentran ubicados ramificadores de presión, unidos a un manómetro diferencial.
Figura 1. Tubo venturi
Según la ecuación de energía y de continuidad, se puede calcular el caudal de la siguiente forma:
El término hL es la pérdida de energía del fluido conforme este corre de la sección 1 a la sección 2. El valor de hL debe determinarsede forma experimental, es conveniente reemplazarlo por un coeficiente de descarga C. El valor del coeficiente C depende del número de Reynolds del flujo en la tubería principal y de la geometría real del medidor:
C = f (D, ß, NR),
Donde ß = d/D, el cociente del diámetro de la garganta y el diámetro de la sección de la tubería principal.
Figura 2. Curva típica de C del tubo venturi versus elnúmero de Reynolds
Es un medidor mucho mas preciso que la placa orificio y el tubo de flujo, pues dada su geometría, las líneas de flujo que se juntan en la garganta lo hacen de tal manera que incluso otorga excelentes mediciones aún si se esta trabajando con líquidos viscosos o con líquidos con material en suspensión pues en el cuello del venturi es muy difícil que queden sedimentos adheridos, dadoque las velocidades son mucho más grandes.
El tubo se puede instalar en cualquier posición: horizontal, vertical o inclinada, debe introducirse en un tramo recto de la línea de tubería y tan lejano, hacia abajo como sea posible, de cualquier origen de trastorno en el flujo, tal como reductores, válvulas, y grupos de conexiones. Para los largos mínimos de tubería recta que deben preceder al tubode medición, se debe consultar una hoja de instrucciones de "Tramos de tubería para medidores".
1.2.1.2. Placa Orificio
Cuando dicha placa se coloca en forma concéntrica dentro de una tubería, esta provoca que el flujo se contraiga de repente conforme se aproxima al orificio y después se expande de repente al diámetro total de la tubería. La corriente que fluye a través del orificio forma unavena contracta y la rápida velocidad del flujo resulta en una disminución de presión hacia abajo desde el orificio. El valor real del coeficiente de descarga C depende de la ubicación de las ramificaciones de presión, igualmente es afectado por las variaciones en la geometría de la orilla del orificio. El valor de C es mucho más bajo que el del tubo venturi o la boquilla de flujo puesto que elfluido se fuerza a realizar una contracción repentina seguida de una expansión repentina.
Figura 3. Placa orificio
Algunos tipos de placas orificios son los siguientes:
        
Figura 4. Tipos de placas orificios
La concéntrica sirve para líquidos, la excéntrica para los gases donde los cambios de presión implican condensación, cuando los fluidos contienen un alto porcentaje de gases disueltos.La gran ventaja de la placa de orificio en comparación con los otros elementos primarios de medición, es que debido a la pequeña cantidad de material y al tiempo relativamente corto de maquinado que se requiere en su manufactura, su costo llega a ser comparativamente bajo, aparte de que es fácilmente reproducible, fácil de instalar y desmontar y de que se consigue con ella un alto grado de...