MEDIDORES DE FLUJO
Páginas: 8 (1979 palabras)
Publicado: 18 de febrero de 2014
MEDIDORES DE FLUJO
Una forma de estudiar el movimiento de un fluido, es fijar la atención en una zona del espacio, en un punto en un instante t, en el se especifica la densidad, la velocidad y la presión del fluido. En ese punto se examina lo que sucede con el fluido que pasa por él.
Existen varios métodos para medir el caudal según sea el tipo de fluido, la precisión deseada, elcontrol requerido y el tipo de caudal volumétrico o másico.
TIPOS DE MEDIDORES VOLUMETRICOS
SISTEMA
ELEMENTO
Diferencial de Presión
De obstrucción: Placa de orificio, Tubo Venturi, Tobera, Tubo de pitot
Área Variable
Rotametro
Velocidad
Turbina
Tensión Inducida
Medidor magnetico
Medidores volumétricos
Los medidores volumétricos determinan el caudal en volumen del fluido. Hayque señalar que la medida de caudal en la industria se efectúa principalmente con elementos que dan lugar a una presión diferencial al paso del fluido. Entre estos elementos se encuentran los caudalímetros de obstrucción; la placa-orificio o diafragma, la tobera, y el tubo Venturi.
Aquí el medidor actúa como un obstáculo al paso del fluido provocando cambios en la velocidad. Consecuentemente,estos cambios de velocidad causan cambios en la presión.
En los puntos donde la restricción es máxima, la velocidad del fluido es máxima y la presión es mínima.
Un fluido incompresible fluye a través de una tubería con una obstrucción
como se muestra en la figura 1.2, la fórmula del caudal se basa en la aplicación
del teorema de Bernoulli en los puntos 1 y 2:
donde:
v1 y v2 sonlas velocidades del fluido en los puntos 1 y 2 en m/s
p1 y p2 son las presiones del fluido en los puntos 1y 2 en kg/m2
g es la aceleración de la gravedad en m/s2
γ es la densidad del fluido en kg/m3
Además, se puede plantear la ecuación de continuidad:
A1v1 = A2v2
El tubo Venturi
El tubo Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar porél un fluido. Está compuesto por una tubería corta recta o garganta entre dos tramos cónicos, uno convergente y uno divergente o de descarga (figura)
La presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así al colocar un manómetro o un instrumento registrador en la garganta de puede medir la caída de presión y calcular el caudal. En el tubo Venturi, el flujo desde la tubería principal enla sección 1 se hace acelerar a través de la garganta, donde disminuye la presión del fluido. Después el flujo se expande a través del
cono divergente al mismo diámetro que la tubería principal.
En la pared de la tubería de la sección 1 y en la pared de la garganta, sección 2, se ubican las tomas de presión. En dichas tomas se puede conectar un manómetro de presión diferencial de tal forma quela deflexión h es una indicación de la deferencia de presión p1 – p2.
Se pueden llevar a cabo dos simplificaciones en este momento. Primero, la diferencia de elevación (z1-z2) es muy pequeña, aun cuando el medidor se encuentre instalado en forma vertical. Por lo tanto, se desprecia este término. Segundo, el termino hl es la perdida de la energía delfluido conforme este corre de la sección 1 a la sección 2.
El valor hl debe determinarse en forma experimental. Pero es más conveniente modificar la ecuación (3) eliminando h1 e introduciendo un coeficiente de descarga C:
La ecuación (4) puede utilizarse para calcular la velocidad de flujo en la garganta del medidor. Sin embargo, usualmente se desea calcular la velocidad de flujo del volumen.Puesto que , tenemos:
El valor del coeficiente C depende del número de Reynolds del flujo y de la geometría real del medidor. La siguiente figura muestra una curva típica de C Vs número de Reynolds en la tubería principal.
El tubo Venturi posee una elevada precisión del orden de ± 0,75%, permite el paso de fluidos con un porcentaje relativamente grande de sólidos. Presenta la...
Una forma de estudiar el movimiento de un fluido, es fijar la atención en una zona del espacio, en un punto en un instante t, en el se especifica la densidad, la velocidad y la presión del fluido. En ese punto se examina lo que sucede con el fluido que pasa por él.
Existen varios métodos para medir el caudal según sea el tipo de fluido, la precisión deseada, elcontrol requerido y el tipo de caudal volumétrico o másico.
TIPOS DE MEDIDORES VOLUMETRICOS
SISTEMA
ELEMENTO
Diferencial de Presión
De obstrucción: Placa de orificio, Tubo Venturi, Tobera, Tubo de pitot
Área Variable
Rotametro
Velocidad
Turbina
Tensión Inducida
Medidor magnetico
Medidores volumétricos
Los medidores volumétricos determinan el caudal en volumen del fluido. Hayque señalar que la medida de caudal en la industria se efectúa principalmente con elementos que dan lugar a una presión diferencial al paso del fluido. Entre estos elementos se encuentran los caudalímetros de obstrucción; la placa-orificio o diafragma, la tobera, y el tubo Venturi.
Aquí el medidor actúa como un obstáculo al paso del fluido provocando cambios en la velocidad. Consecuentemente,estos cambios de velocidad causan cambios en la presión.
En los puntos donde la restricción es máxima, la velocidad del fluido es máxima y la presión es mínima.
Un fluido incompresible fluye a través de una tubería con una obstrucción
como se muestra en la figura 1.2, la fórmula del caudal se basa en la aplicación
del teorema de Bernoulli en los puntos 1 y 2:
donde:
v1 y v2 sonlas velocidades del fluido en los puntos 1 y 2 en m/s
p1 y p2 son las presiones del fluido en los puntos 1y 2 en kg/m2
g es la aceleración de la gravedad en m/s2
γ es la densidad del fluido en kg/m3
Además, se puede plantear la ecuación de continuidad:
A1v1 = A2v2
El tubo Venturi
El tubo Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar porél un fluido. Está compuesto por una tubería corta recta o garganta entre dos tramos cónicos, uno convergente y uno divergente o de descarga (figura)
La presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así al colocar un manómetro o un instrumento registrador en la garganta de puede medir la caída de presión y calcular el caudal. En el tubo Venturi, el flujo desde la tubería principal enla sección 1 se hace acelerar a través de la garganta, donde disminuye la presión del fluido. Después el flujo se expande a través del
cono divergente al mismo diámetro que la tubería principal.
En la pared de la tubería de la sección 1 y en la pared de la garganta, sección 2, se ubican las tomas de presión. En dichas tomas se puede conectar un manómetro de presión diferencial de tal forma quela deflexión h es una indicación de la deferencia de presión p1 – p2.
Se pueden llevar a cabo dos simplificaciones en este momento. Primero, la diferencia de elevación (z1-z2) es muy pequeña, aun cuando el medidor se encuentre instalado en forma vertical. Por lo tanto, se desprecia este término. Segundo, el termino hl es la perdida de la energía delfluido conforme este corre de la sección 1 a la sección 2.
El valor hl debe determinarse en forma experimental. Pero es más conveniente modificar la ecuación (3) eliminando h1 e introduciendo un coeficiente de descarga C:
La ecuación (4) puede utilizarse para calcular la velocidad de flujo en la garganta del medidor. Sin embargo, usualmente se desea calcular la velocidad de flujo del volumen.Puesto que , tenemos:
El valor del coeficiente C depende del número de Reynolds del flujo y de la geometría real del medidor. La siguiente figura muestra una curva típica de C Vs número de Reynolds en la tubería principal.
El tubo Venturi posee una elevada precisión del orden de ± 0,75%, permite el paso de fluidos con un porcentaje relativamente grande de sólidos. Presenta la...
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