Post on 08-Jul-2015
transcript
Medidores de Caudal
Ing. Mario Pérez
Medidas de caudal
En la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos industriales y en las efectuadas
en laboratorio y en plantas piloto es muy importante la medición de los caudales de
líquidos o de gases.
Medidores volumétricos
• Los medidores volumétricos determinan el caudal en volumen del fluido, bien sea directamente (desplazamiento), bien indirectamente por deducción.
• Presión diferencial• Área variable• Velocidad• Fuerza• Tensión inducida• Torbellino
Instrumentos de presión diferencial
Elementos:
- Placa-orificio o diafragma
- Tolbera
- Tubo de Venturi
- Tubo Pitot
- Tubo
Placa-orificio o diafragma
Consiste en un placa perforada instalada en la tubería. Dos tomas conectadas en la parte anterior y posterior de la placa, captan esta presión diferencial la cual es proporcional al cuadrado del caudal.
Tobera
• Esta situada en la tubería con dos tomas, una anterior y la otra en el centro de la sección mas pequeña. La tobera permite caudales 60% superiores a los de la placa-orificio en las mismas condiciones de servicio.
Tubo de Venturi
• Por medio de la reducción del diámetro, se pueden tomar muestras de la presión , antes y después de la reducción del diámetro. Una es
la toma anterior y otra en la toma posterior.
Tubo Pitot
• Mide la diferencia entre la presión total y la presión estática, es
decir, la presión dinámica, la cual es
proporcional al cuadrado de la
velocidad.
Tubo Annubar
• Es una innovación del tubo Pitot consta de
dos tubos, el de presión total y el de presión estática .Es de mayor precisión que el tubo de Pitot.
Área variable (rotametros)
• Son medidores de caudal de área
variable en los cuales un flotador cambia su posición dentro de un
tubo, proporcionalmente al flujo del fluido. Las
fuerzas actúan sobre el flotador.
Rotametro (tipos de flotadores)
• Esféricos
• Cilíndrico con borde plano
• Cilíndrico con borde saliente
• Cilíndrico con bordes contra el flujo
Tipo de rotametros• Rotametros de purga:
para caudales muy pequeños.
• Rotametros de vidrios: indicación directa.
• Rotametros armados: no permiten la lectura directa.
• Rotametros by-bass: se emplean conectados a las tomas de una placa orificio o diafragma.
Velocidad
• En la medición de caudales en canales abiertos, se utilizan vertederos de formas variadas que provocan una diferencia de alturas del liquido en le canal entre la zona anterior del vertedero y su punto mas bajo. Tipos de vertederos: rectangular, triangular, cipolleti o trapezoidal, Pashall o Ventury
Tipos de vertederos
Fuerza (medidor de placa)
• Consiste en una placa instalada
directamente en le centro de la tubería y sometida al empuje
del fluido.
Tensión inducida (medidor magnético)
• El conductor es el liquido y es la señal
generada, esta señal es captada por dos
electrodos rasantes con la superficie interior del tubo y diametralmente
opuestos.
Desplazamiento positivo
Miden el nivel en volumen contando o integrando volúmenes separados de liquido. Existen cuatro
tipos básicos de medidores:• Disco oscilante• Pistón oscilante• Pistón alternativo• Rotativos• Diafragma
Medidor de disco oscilante
• Instrumento dispone de una cámara circular con un disco plano móvil dotado de una ranura en la que esta intercalada una placa fija. De modo que la cámara esta
dividida por compartimentos separados de volumen conocido.
Medidor de pistón oscilante
Se compone de una cámara de medida cilíndrica con una placa divisora que
separa los orificios de entrada y de salida.
Medidor de pistón alternativo
• Es el mas antiguo de los medidores de
desplazamiento positivo. El instrumento se fabrica en muchas formas : de
varios pistones, pistones de doble acción, válvulas
rotativas, válvulas deslizantes horizontales.
Medidor rotativo
Este tipo de instrumento tiene válvulas rotativas que giran excéntricamente rozando con las
paredes de una cámara circular y transportan el liquido en forma incremental de la entrada a la
salida. Tipos de medidores rotativos:• Cicloidales• Birrotor• Ovales
Cicloidales
Contienen dos lóbulos del tipo Root
engranados entre si que giran en
direcciones opuestas manteniendo una
posición relativa fija y desplazando un
volumen fijo de fluido liquido o gas en cada
revolución.
Sistema birrotor
• Consiste en dos rotores sin contacto mecánico entre si giran como únicos
elementos móviles en la cámara de
medida.
Medidores ovales
Disponen de dos ruedas ovales que engranan entre si y tienen un movimiento de giro debido a
la presión diferencial creada por el liquido.
Medidor de paredes deformables
O de membrana o de fuelle, esta formado por una envoltura a presión con orificios de entrada y salida que contiene el grupo medidor formado por cuatro
cámaras de medición.
Torbellino y Vortex
• Se basa en la determinación de la frecuencia del torbellino producido por una hélice
estática situada dentro de la tubería a cuyo través pasa el fluido (liquido o gas).
Medidor oscilante
Consiste en un pequeño orificio
situado en el cuerpo del medidor, que
genera una presión diferencial y provoca el paso del fluido por el área de medida.
Medidores de caudal masa
• La determinación del caudal masa puede efectuarse a partir de una medida
volumétrica compensándola para las variaciones de densidad del flujo, o bien determinar directamente el caudal masa aprovechando característica medibles de
la masa del fluido.
Medición directa del caudal-masa
Si bien en la industria se utiliza normalmente medidores volumétricos de caudal, con el caudal determinado en las condiciones de
servicio, o bien compensado según la presión, la temperatura o la densidad.
Existen 3 sistemas básicos:• Instrumentos térmicos• Momento angular• Coriolis
Medidores térmicos de caudal
Se basan comúnmente en dos principios físicos: a) la elevación de temperatura del fluido en su paso por
un cuerpo caliente b) la perdida de calor experimentada por un cuerpo
inmerso en el fluido.
Medidores de momento angular
Los medidores de caudal masa de momento angular se basan en el principio de conservación del momento angular de los fluidos. Y tiene dos sistemas:
• Medidor axial de una turbina.
• Medidor axial de doble turbina.
Medidor de Coriolis
Se basa en el teorema de Coriolis, que observo que un objeto de masa que se desplaza con una
velocidad lineal a través de una superficie giratoria que gira con velocidad angular
constante experimenta una velocidad tangencial tanto mayor es su alejamiento del centro.