Ingeniero

MEDICION DE FLUJO MEDIANTE TUBO DE PITOT










ROLANDO GARCIA V.



AGOSTO 2000








INTRODUCCION


En un gran número de industrias resulta fundamental la evaluación,control y ajuste de una variable como es el flujo de aire u otros gases,de allí que surge la necesidad imperiosa de medirlo.Tal información es vital para optimizar y/o verificar puntos de operaciónya sea de equipos o procesos en general,entre los cuales se pueden mencionar: aire para combustión,aire de secado,transporte neumático,extracción de gases,ventiladores,filtros ,etc.
Uno de los métodos más utilizados para medición de flujos en gases es el del “Tubo de Pitot” ,instrumento que junto a un manómetro diferencial de líquido o electrónico permite conocer la velocidad de la corriente degas.



I.- CONCEPTOS BASICOS


GASES : Corresponden a fluídos que circulan en una infinidad de procesos industriales por ejemplo:ventilación,combustión,secado ,etc. Se les identifica por algunas propiedades típicas como : composición o concentración, temperatura, presión y densidad.

DENSIDAD: Propiedad que se define para cualquier sustancia o materia en función de la masa y su volumen.En el caso particular de los gases, esta depende de la temperatura y presión absoluta a la que se encuentra, relación que queda definida a partir de la llamada Ecuación de Estado .Este valor de densidad resulta fundamental para el cálculo de velocidad mediante el Tubo Pitot.

TEMPERATURA: Propiedad resultante del movimiento a nivel molecular de la materia o nivel de Energía Cinética, la que esposible detectar a través de la conocida escala termométrica en ºC. Para gases esta temperatura siempre deberá indicarse en una escala de temperaturas absolutas expresada en º K ( Kelvin).

ºK = º C + 273

PRESION: Corresponde a la manifestación del grado de compresión que tiene el gas al interior de un ducto o estanque,pudiendo ser positiva o negativa.
Lamedición en terreno de ella resulta ser una presión manométrica o relativa puesto que se mide respecto de la presión atmosférica existente.
Para el cálculo de gases esta deberá expresarse como una presión absoluta según.


P abs = P atmosférica + P manom


En la circulación de aire o gases impulsados por ventiladores estos valores son relativamente bajos ,por loque se utilizan como unidades de medida típicas los “ mmca “.
En el caso de tener una presión negativa (succión o depresión),la presión manométrica deberá indicarse con un signo “ – “ (negativo).


DENSIDAD DEL AIRE

En condiciones standar :

A 20 ºC y presión absoluta de 760 mm Hg ( = 1.2 Kg/m3



En condiciones reales :
Supóngase condiciones de medida del aire al interior deun ducto,donde se obtuvo:
T = 70 ºC y presión manométrica = 140 mmca.
El cálculo de la densidad real del aire en el ducto será a partir de las propiedades absolutas:

T abs = 273 + 70 = 343 º K
P abs = 760 + ( Pm / 13.6 ) = 760 + (140/13.6) = 760 + 10.3
= 770.3 mmHg abs

Aquí se estáconsiderando que la presión atmosférica es de 760 mmHg,para casos donde se requiera mayor exactitud es necesario obtener el dato de la presión barométrica local (estación meteorológica o aeropuerto),este valor en nuestra ciudad varía entre 754 y 766 mmHg.


( = 1.2 * ( 293/Tabs) * ( Pabs/ 760 )

( = 0.463 * ( Pabs / Tabs )

Donde :
( :densidad del aire a condición real en Kg/m3.
Tabs : temperatura del aire en ºK.
Pabs : presión absoluta del aire en mmHg abs.

( = 0.463 * ( 770.3 / 343 )

( = 1.04 Kg/m3




PRESION ESTATICA:
El concepto de presión manométrica hasta ahora analizado representa el término de “presión estática “,la que comunmente...