Medidores volumétricos

Medidores volumétricos
Los medidores volumétricos determinan el caudal en volumen del fluido.
Hay que 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.
Caudalímetrosde obstrucción
Existen tres tipos de caudalímetros de obstrucción; el tubo Venturi, la tobera, y la placa orificio o diafragma. En cada caso, 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 lapresión es mínima.
Caudalímetros de obstrucción para fluidos incompresibles
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:

Figura 1.2. – Fluido a través de una obstrucción en una tubería.
El tubo Venturi
El tubo Venturi es un dispositivo queorigina una pérdida de presión al pasar por él un fluido. Está compuesto por una tubería corta recta o garganta entre dos tramos cónicos, uno convergente y uno divergente o de descarga (figura
1.3).

Figura 1.3. – Tubo Venturi.

La presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así al colocar un manómetro o un instrumento registrador en la garganta puede medir la caída de presión ycalcular el caudal. En el tubo Venturi, el flujo desde la tubería principal en la 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 tomasse puede conectar un manómetro de presión diferencial de tal forma que la deflexión h es una indicación de la diferencia de presión p1 – p2.
La tobera
La tobera consta de un tubo corto cuyo diámetro disminuye en forma gradual de un extremo al otro. También posee dos tomas de presión, una ubicada del lado anterior y otra ubicada del lado posterior de la tobera, en las que se puede conectar unmanómetro de presión diferencial (figura 1.4).

Figura 1.4. –Tobera
La tobera se la puede emplear para medir caudal de fluidos con dos fases, de vapor o líquidos viscosos, para líquidos que tengan una pequeña cantidad de sólidos en suspensión. Sin embargo, no debe emplearse para líquidos con concentraciones de sólidos mayores que puedan llegar a obturarla.
El costo de la tobera es de 8 a 16 vecesel de la placa orificio y su precisión es del orden de ±0.95% a ±1,5%.

Placa orificio o diafragma
La placa orificio consiste en una placa perforada ubicada en el interior de una tubería. Posee además, dos tomas de presión, una en la parte anterior y otra en la parte posterior de la placa, a las cuales se conecta un manómetro de presión diferencial (figura 1.5).

Figura 1.5. – Placa orificio.La placa orificio hace que la obstrucción al paso del fluido por la tubería sea de forma abrupta, esto provoca que la vena fluida presente una sección inferior a la del estrechamiento que se denomina “vena contracta” y que se encuentra corriente abajo del mismo (figura 1.6). El efecto de la vena contracta no sucede cuando el estrechamiento de la sección de la cañería es de forma gradual.Figura 1.6. – Efecto de la vena contracta.

El orificio de la placa puede ser concéntrico, excéntrico o segmental, como se muestra en la figura 1.7. El concéntrico es el más comúnmente utilizado. El orificio de la placa es circular y concéntrico con el tubo en el que va instalado.
Su exactitud es mucho mayor a la de los otros dos tipos de orificios. El excéntrico, el orificio en la placa es...