Transductores de caudal

Consignas:
1) Explique qué entiende por caudal másico y/o volumétrico. Indique sus ecuaciones y unidades.
2) ¿En que consiste una placa orificio? , indique su importancia de la medición de caudal
3) Explique la medición de caudal por presión diferencial. Realice un esquema de distribución de presiones y analice desde el punto de vista de la conservación de la energía.
4) Expliqueel funcionamiento de la tobera, el tubo Venturi y el tubo Pitot
5) ¿En que consiste un transmisor de presión diferencial de fuelle?
6) ¿cómo funciona un rotámetro para la medición de caudal?
7) ¿En que consiste un medidor de turbina y sonda ultrasónica?
8) ¿cuál es el funcionamiento de un medidor magnético?

Respuestas:
1) Caudal es la cantidad de fluido que pasa en una unidad detiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.
El caudal de un río puede calcularse a través de la siguiente fórmula:

Dónde:
* Q Caudal ([L3T−1]; m3/s)
* A Es el área ([L2]; m2)
* Es la velocidad linealpromedio. ([LT−1]; m/s)
2y3) La placa orificio consiste en una placa perforada, instalada en la tubería con dos tomas que captan la presión diferencial. La presión diferencial creada es mayor que la perdida de carga producida por el elemento. La fórmula de caudal se basa en el teorema de Bernoulli.
En la práctica se consideran factores de corrección que tienen en cuenta el reparto desigual develocidades, la contracción de la vena del fluido, las rugosidades de la tubería, el estado líquido del gas, y del vapor, etc. El orificio de la placa puede ser concéntrico, excéntrico o segmental, también tiene un pequeño orificio de purga para los arrastres solidos o gaseosos que puede llevar el fluido. Los excéntricos y segmentales permiten medir caudales de fluidos que contengan una cantidadpequeña de sólidos y gases. Se conectan dos tomas en la parte anterior y posterior de la placa, captan esta presión diferencial la cual es proporcional a la raíz cuadrada del caudal.

4) TOBERA
Se sitúa en la tubería con dos tomas, una anterior y la otra en el centro de la sección más pequeña. La tobera permite caudales del 60%superiores a los de la placa-orificio en las mismas condiciones de servicio. Su pérdida de carga es de 30% a 80% de la presión diferencial. Puede emplearse para fluidos que arrastren sólidos en pequeña cantidad, si bien si estos solidos son abrasivos, pueden afectar la precisión del elemento. Su precisión es del orden de ±0.95% a ±1.5%

TUBO VENTURI
El Tubo Venturi permite la medición decaudales 60% superiores a los de la placa-orificio en las mismas condiciones de servicio, tiene una pérdida de carga de tan solo 10% a 20% de la presión diferencial. Posee una gran precisión y permite el paso de fluidos con un porcentaje relativamente alto de sólidos, si bien los sólidos abrasivos afectan la exactitud de la medida. Su precisión es de ±0.75%.

TUBO PITOT
Mide la diferencia, entrela presión total y la presión estática (dinámica), la cual es proporcional al cuadrado de la velocidad. Es sensible a las variaciones de velocidades en la sección transversal de la tubería. Su precisión es baja, del orden de 1.5% - 4%, se emplea normalmente para la medición de grandes caudales de fluidos limpios con una baja perdida de carga.
5) la presión diferencial creada por la placa, latobera o el tubo Venturi, puede medirse con un tubo en U de mercurio o bien, transmitirse con los instrumentos llamados convertidores diferenciales. El transmisor de fuelle contiene dos cámaras para la alta y la baja presión. La alta presión comprime el fuelle correspondiente, arrastrando la palanca de unión, el cable y un eje exterior, cuyo movimiento actúa sobre el transductor eléctrico. Un muelle...