Medidores de caudal


Universidad Nacional Experimental del Táchira

Departamento de Ingeniería Mecánica

Núcleo de Termofluidos


Asignatura:
Laboratorio de Mecánica de Fluidos
Código:
0121 L y 0622502L
Carrera:
Ingenierías Mecánica, Industrial y Ambiental

Práctica VIII: Medidores de caudal.
Objetivos específicos:
1. Conocer varios métodos empleados para medición de caudal.
2. Estudiar elfuncionamiento de los dispositivos de restricción para medir caudal: Venturi y placa orificio, y del medidor de flujo lineal de flotador conocido como rotámetro.
3. Determinar el caudal real a través de los medidores de caudal: Venturi, placa de orificio y rotámetro.
4. Calcular el coeficiente de descarga de los medidores: Venturi y placa de orificio, y determinar como varía con el número deReynolds.
5. Calcular el coeficiente de recuperación de presión de un difusor




Fundamentos:
Entre las mediciones que normalmente se llevan a cabo en un fluido que circula por un conducto cerrado se tiene la del gasto, para lo cual existen varios métodos a saber: métodos directos, indirectos, gravimetricos, volumétricos, electrónicos y electromagnéticos. Por ejemplo, un método directopara medir un gasto en un flujo dado consiste en determinar el volumen o el peso del fluido que pasa por una sección en un intervalo de tiempo específico. Los métodos indirectos para medir el gasto suelen requerir la determinación de una carga manométrica, una diferencia de presiones o la velocidad en varios puntos de una sección transversal, para que posteriormente con base a estos datos, secalcule el gasto buscado. Los métodos más precisos son los gravimétricos o los volumétricos, en los cuales el peso o el volumen del fluido se miden mediante balanzas apropiadas o por medio de un tanque aforado de acuerdo con un intervalo de tiempo que se mide con un cronómetro.

La selección de un medidor de flujo es afectada por la exactitud requerida, el intervalo de medición, el costo, lacomplicación, la facilidad de lectura o reducción de datos, así como por la vida de servicio. Debe elegirse el dispositivo más simple y barato que brinde ala exactitud deseada.

En aplicaciones especializadas, en particular para usos remotos o de registro, pueden especificarse medidores de flujo de desplazamiento positivo. Los ejemplos comunes incluyen medidores domésticos de agua y gas natural, loscuales se calibran para leer directamente en unidades de producto, o bombas de medición de gasolina, las cuales miden el flujo total y en forma automática calculan el costo.

Medidores de Caudal para Flujo Interno:
En un conducto cerrado el caudal teórico puede relacionarse con un diferencial de presión entre dos secciones de diferente diámetro entre las cuales, mediante una restricciónapropiada se logra acelerar la corriente del fluido. Este principio de método indirecto se emplea en dispositivos tales como medidores Venturi, placa orificio y toberas de flujo, en los cuales el flujo teórico puede obtenerse al aplicar apropiadamente las ecuaciones de continuidad y de Bernoulli. Factores de corrección empíricos pueden aplicarse para obtener el flujo real.

Medidor Venturi:
Estedispositivo se utiliza para medir el gasto a través de una tubería. Generalmente se hace de una sola pieza fundida (esquema Fig. 8.1) que consta de una sección aguas arriba, de igual diámetro que la tubería y provista de un anillo con aberturas piezométricas para medir la presión estática en esa sección; una sección cónica convergente; una garganta cilíndrica provista también de un anillopiezométrico; y una sección cónica con una divergencia gradual hasta alcanzar el diámetro original de la tubería.

Ecuaciones Básicas: Al aplicar las ecuaciones de continuidad y de Bernoulli para flujo incompresible estable, asumiendo que no existen pérdidas de energía a lo largo de la tubería, y que tanto la velocidad como la presión son uniformes a través de cualquier sección considerada, se obtiene:...