Ingeniero

PROBLEMA 5.1

Dimensionar una placa orificio excéntrica de acero 316 SS, toma en bridas, para medir el caudal de un gas ideal en el rango 0 a 200 scfm (densidad relativa al aire: 0.63, viscosidad0.011 cP, cp/cv=1.25).
El gas fluye a una presión relativa de 15 psig y a una temperatura de 90 °F por una cañería de acero estándar de 4 plg SCh 40.
La caída de presión se mide con un transmisor depresión diferencial que fue calibrado en el rango 0 a 20 p.c.a La señal de salida es 4-20 mA.
Deje documentados todos los pasos que siguió:

Dimensionamiento de una placa orificio

Paso 1-Seleccionar las condiciones de dimensionamiento:
FLUJO MÁXIMO: 200 scfm (standard cubic feet minutes).
Máximo Diferencial De Presión:
ΔPmáx = hw = 20 pulg c.a



El material del orificio y lacañería son los mismos: acero 316. Como el caudal viene medido en condiciones estándar y con unidades inglesas eso permite seleccionar ecuaciones de dimensionamiento y factores a usar en la ecuación.

Sedebe verificar que:























En este caso:








La ecuación del factor de diseño SM teniendo en cuenta que el caudal a medir está expresado en unidadesvolumétricas estándar es la siguiente (Tabla 9.23): Tf1






NvPT
Factor dimensional = 128.5171 (Tabla 9.16)
Fa
Factor de expansión térmica
Zb = 1
Factor de compresibilidad en lascondiciones estándar (68 °F y 14.7 psi)
Zf1 = 1
Factor de compresibilidad en las condiciones de flujo aguas arria de la placa. Es uno ya que se comporta como gas ideal
Tf1
Temperatura del fluidoaguas arriba [R]
G
Densidad específica respecto al aire
qv
Caudal volumétrico en scfm
Di
Diámetro de la cañería. De tabla para cañería de 4 pulg (sch 40) Di= 4.026 pulg
ρf1
Densidad del fluidoagua arriba [lbf/ft3]
hw
Caída de presión en in de agua en condiciones estándar
pf1
Presión absoluta del fluido agua arriba en psia: [lbf/pulg2]
d
Diámetro del orificio en [pulg]
β
d/Di
C...