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TEMARIO

2.2 MEDIDAS DE FLUJO Y/O VELOCIDAD.
En la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos industriales y en
las 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
•
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Flujo Volumétrico: Representa la variación de volumen por unidad de tiempo
Flujo Másico: representa la variación de masa por unidad 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. Instrumentos de 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 dealturas 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.
Losinstrumentos 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 ∆ t el fluido de la tubería inferior se mueve ∆ x1=v1· ∆ t. Si S1 es la sección de la
tubería, la masacontenida en la región sombreada de color rojo es
∆ m1 = ρ ·S1· ∆ x1 = ρ S1·v1 ∆ t
Análogamente, el fluido que se mueve en la parte más estrecha de la tubería en
un tiempo ∆ t tiene una masa (color azul) de ∆ m2= ρ ·S2·v2 · ∆ 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 mismointervalo de tiempo. Luego
v1S1 = v2S2
Relación que se denomina ecuación de continuidad.
Si en la figura, el radio del primer tramo de la tubería 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 señaladaen 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 y se compara la situación final
después de un tiempo ∆t. Durante dicho intervalo de tiempo, la cara posterior S2 se ha
desplazado v2 ·∆t y la cara anterior S1 del elemento de fluido se ha desplazado v1·∆t
hacia la derecha.

Figura 2.2.2. Desplazamiento de un fluidopor tubería no uniforme.
El elemento de masa ∆m se puede expresar como
∆m =ρ ·S2·v2·∆t=ρ S1 ·v1 ·∆t = ρ ∆V
El elemento ∆m cambia su posición, en el intervalo de tiempo ∆t desde la altura
y1 a la altura y2.
o La variación de energía potencial es ∆Ep=∆mgy2-∆mgy1=ρ ∆V(y2-y1)g
El elemento ∆m cambia su velocidad de v1 a v2,
o La variación de energía cinética es ∆Ek =
El resto del fluido ejercefuerzas debidas a la presión sobre la porción de fluido
considerado, sobre su cara anterior y sobre su cara posterior F1=p1S1 y F2=p2S2.
signo

La fuerza F1 se desplaza ∆x1=v1∆t. La fuerza y el desplazamiento son del mismo

La fuerza F2 se desplaza ∆x2=v2 ∆t. La fuerza y el desplazamiento son de signos
contrarios.
o El trabajo de las fuerzas exteriores es W=F1 ∆x1- F2 ∆x2=(p1-p2) ∆V
El...