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Caudalímetros

La medida del caudal es junto a la medida de presión y temperatura la que se realiza con más frecuencia en las industrias y en los laboratorios de ensayo e investigación. Los instrumentos para medir caudales se llaman caudalímetros, siendo la característica esencial de todos ellos, el ser un instrumento que mide el flujo instantáneo o caudal, que puede variar de un momento aotro.
Los caudales se pueden medir en flujo cerrado, en tuberías, en flujo abierto o canales. A este último caso se refiere también el caso en que el caudal que circula en un conducto sale al exterior para su medición. En este trabajo nos enfocaremos más en el primer grupo ya anteriormente mencionado. Pero primero definiremos el término caudal, que es la cantidad de fluido que circula a través deuna sección del ducto (tubería, cañería, oleoducto, río, canal,...) por unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.
Su definición matemática está dada por:


En donde:
Caudal ([L3T−1]; m3/s)
Esel área ([L2]; m2)
Es la velocidad promedio. ([LT−1]; m/s)




Caudalímetros de flujo cerrado

Los caudalímetros más importantes de esta clase pueden reunirse en dos grupos: caudalímetros de área de paso constante y caudalímetros de área de paso variable. El primer grupo es con mucho el más importante. A continuación citaremos los más utilizados.


Caudalímetros de flujo cerrado-Caudalímetros de área de paso constante
-El tubo de Venturi
-Toberas de medida
-Diafragmas
-Otros elementos deprimógenos

-Caudalímetros de área de paso variable

-Caudalímetros electromagnéticos

-Caudalímetros de ultrasonido












Caudalímetros de área de paso constante

Todos los instrumentos de esta clase constan esencialmente de dos elementos: un elementodeprimógeno, es decir, un elemento que provoca caída de presión, y un manómetro diferencial, que mide esta última. Característico de estos instrumentos es que el caudal es proporcional a la raíz cuadrada de la caída de presión provocada por el elemento deprimógeno y es preciso extraer esta raíz cuadrada para medir el caudal. Por eso los instrumentos estándar para medir el caudal a partir de ladepresión son los manómetros diferenciales que incorporan un elemento que extrae la raíz cuadrada y da la lectura directamente en unidades de flujo.
Los manómetros de esta clase que estamos estudiando pertenecen a la categoría de los manómetros inferenciales, porque miden una variable a partir de otra distinta con ella relacionada.

Tubo de Venturi:

El tubo de Venturi es un elemento deprimógeno,cuya función es provocar una diferencia de presiones. Siendo el caudal Q una función de dicha diferencia, midiendo esta se puede calcular el valor de Q. Consta de tres partes: una convergente, otra de sección mínima o garganta, y finalmente una tercera parte divergente. La sección transversal del Venturi suele ser circular, pero puede tener cualquier otra forma. Se mide la diferencia de presionesentre la sección 1, aguas arriba de la parte convergente, y la sección 2, garganta del Venturi, utilizando un solo manómetro diferencial o dos manómetros simples.

Toberas de medida:

Las toberas en general son conductos convergentes en la dirección del flujo que producen un aumento de velocidad y una disminución de presión. Las toberas se utilizan en la técnica para múltiples fines. Seutilizan también para medir caudales.
La tobera de medida no es más que un Venturi al que le falta la parte divergente. Es por tanto más económica que un Venturi; pero tiene más perdidas y es más cara en su funcionamiento.







Diafragmas:

Un diafragma es una placa de metal, bronce, acero inoxidable, etc. , que lleva un orificio circular de diámetro d concéntrico con el eje de la tubería...