T18 Flujo

Medidas de flujo
Las medidas de flujo son muy importantes en todos los procesos industriales.
La manera en la que la razón de flujo se cuantifica depende de si la cantidad fluido es
un sólido, líquido o gas. En el caso de sólidos, es apropiado medir la razón de flujo de
la masa, mientras que en el caso de líquidos y gases, se mide el flujo normalmente en
cuanto a razón de volumen. En unos casos,tal como medir la cantidad de
combustible usado en un cohete, es necesario medir la masa del líquido. Éstas y otras
técnicas especiales de medición de flujo están disponibles en este libro.
16.1 Flujo de masa
La medida del flujo de masa de los sólidos en los procesos

Figura 16.1 Medida del flujo de masa
industriales normalmente atañe a sólidos en forma de pequeñas partículas originados
porprocesos de aplastamiento o molición. Estos materiales son conducidos por un
tipo de cinta transportadora que permite medir la masa del sólido en una longitud
dada de la cinta, que, multiplicada por su velocidad, permite calcular el flujo de masa
del sólido.
La figura 16.1 muestra un típico sistema de medición de flujo de masa. Una
célula de carga mide la masa M del material distribuido sobre unalongitud l de la cinta
transportadora. Si la velocidad de la cinta es v, el flujo de masa Q viene dado por la
siguiente expresión:

Q=

M⋅v
l

El flujo de masa de un fluido viene determinado mediante la medida
simultánea del flujo de volumen y la densidad del fluido, aunque una reciente
alternativa disponible es el método de Coriolis. Debido a que la medida del flujo de
masa en fluidos no es un prácticahabitual, los sistemas necesarios para ello no están
referenciados en este texto, pero sí en Medlock 1983, Furness and Heritage1986.

16.2 Razón de flujo de volumen
La razón de flujo de volumen es la forma apropiada de cuantificar el flujo de
los materiales gaseosos, líquidos o semi-líquidos (cuando partículas sólidas van
suspendidas en un medio líquido). Los materiales en estas formas sonconducidos
mediante tuberías, y los instrumentos más comunes usados para medir dicho flujo de
volumen son los siguientes:
-

medidor de diferencia de presión
medidor de área variable
medidor de desplazamiento positivo
medidor de flujo de turbina
medidor de flujo electromagnético
medidor de emisión de torbellinos
medidor de ultrasonido

La consideración de estos medidores en las siguientes secciones esseguida por
discusiones del último desarrollo en relaciones cruzadas, láser Doppler y medidores
de flujo inteligentes. Los factores relevantes que regulan las opciones entre este
desconcertante gama de medidores disponibles en aplicaciones concretas son
consideradas en la sección final de este capítulo.
16.3 Medidores de diferencia de presión
Los medidores de diferencia de presión incluyen lainserción de algún
dispositivo en una tubería de fluido la cual causa una obstrucción y crea una
diferencia de presión entre ambos lados del dispositivo. Tales medidores incluyen la
placa de orificio, el tubo Venturi, la boquilla, la tubería Dall y el tubo Pilot. Cuando
se pone tal obstrucción en una tubería, la velocidad del fluido por la obstrucción
aumenta y la presión disminuye. La razón de flujode volumen es proporcional a la
raíz cuadrada de la diferencia de presión a través de la obstrucción. La forma en que
esta diferencia de presión es medida es importante. Medir las dos presiones con
instrumentos distintos y calcular la diferencia de estas medidas no es muy satisfactorio
debido al gran error que se puede cometer cuando la diferencia de presión es pequeña,
como se explicó en elcapítulo 7. El procedimiento normal es, por lo tanto, usar un
transductor de diferencia de presión de diafragma.
Todas la aplicaciones de este método de medición de flujo asumen que las
condiciones del flujo aguas arriba del dispositivo de obstrucción están en estado
estable, y una cierta mínima longitud de tramo recto de la tubería por delante del
punto de medida es necesario para asegurar esto. La...