Mayo del 2013

MEDICIONES DE CANTIDAD DE LIQUIDOS

METODO DE PESADA ESTATICA

MEDICION DE FLUJOEs la acción de medir la velocidad, flujo volumétrico o el flujo másico de cualquier líquido o gas.

IMPORTANCIA MEDICION DE FLUJOTransferir la vigilancia y contabilización de fluidos.

Ejemplo: Compra de un producto combustible en alguna estación de combustible.

IMPORTANCIA MEDICION DE FLUJOEvaluación del rendimiento.

Ejemplo: Un motor que requiera de combustible que le entregue la energía para operar.

Será necesario medir la salida de potencia en relación a la cantidad de fluido consumida.

IMPORTANCIA MEDICION DE FLUJOControl de procesos industriales:

Ejemplo: Industrias en los que intervengan fluidos como parte de sus procesos como la industria de las bebidas en la cual las bebidas están formadas por varios constituyentes, en los cuales es importante controlar el flujo de cada constituyente en el sistema de mezclado.

IMPORTANCIA MEDICION DE FLUJOInvestigación y desarrollo:

Ejemplo: Flujo de reactantes para conducir a algún producto en desarrollo.

MEDIDORES DE FLUJOExisten muchos tipos de medidores de flujo disponibles.

Desplazamiento positivo.Vórtice.Electromagnético.Coriolis.Ultrasónicos.Turbina.De presión diferencial.Area variable.

CAUDAL (FLOW-RATE) [1]Cociente de la cantidad de fluido que pasa a través de la sección transversal de un conducto y el tiempo tomado para que esta cantidad atreviese esta sección.

MENSURANDOS:

1. Flujo Volumétrico.2. Flujo Másico.3. Volumen Totalizado.4. Masa Totalizada.

CONSIDERACIONESPerfil de velocidad.Determinación de masa/volumen.Medición del tiempo.Determinación de la densidad.Parámetros constantes-Caudal.-Presión.-Temperatura.

TIPOS DE CALIBRACION DE LOS MEDIDORES DE FLUJO Calibración en sitio Calibración en laboratorio – condiciones similares. Calibración en laboratorio – fluido sustituto. Control de parámetros geométricos.

TRAZABILIDAD DE LA MEDICION DE FLUJO

METODOS Y PATRONES DE REFERENCIA Patrones de referencia

GRAVIMETRICO VOLUMETRICO MEDIDOR DE FLUJO PATRON

BALANZA MVP MASA(MEDIDOR CORIOLIS)

VOLUMEN(MEDIDOR 

ELECTROMAGNETICO)

Procesosde medición

ESTATICO

Fluyendo al INICIO y al FINAL

Pesada estática+

diversor

IndicaciónFinal del MVP

+diversor

Salida de frecuencia (Totalizado)

Salida Analógica (Caudal)

Salida de frecuencia (Totalizado)

Salida Analógica (Caudal)

Fluido estático alINICIO y al  FINAL

Pesada estática+

ON/OFF de válvula

IndicaciónFinal del MVP

Indicación INICIAL y FINAL del indicador 

(display)

Indicación INICIAL y FINAL del indicador 

(display)

METODO DE PESADA ESTATICAEs el método más exacto para medición del caudal del líquidos en conductos cerrados, es considerado método primario para otros dispositivos de medición de caudal.

Hay que medir masa de líquido en un intervalo de tiempo conocido.

Se aplica a cualquier líquido no corrosivo o tóxico con presión de vapor baja.

Para las calibraciones volumétricas es necesario conocer la densidad del fluido de trabajo.

COMPARACION DEL CAUDALEL METODO DE PESADA OBTIENE UN VALOR MEDIO DEL CAUDAL DURANTE EL ENSAYO Y LOS VALORES INSTANTANEOS DE UN MEDIDOR DE FLUJO INSTALADO EN EL CIRCUITO SON PROMEDIADOS PARA SER COMPARADOS CON ESTE CAUDAL DE REFERENCIA.

EXACTITUD DEL METODODADO QUE SOLO BASICAMENTE ES NECESARIO LA MEDICION DE LA MASA Y EL TIEMPO, ESTE METODO ES UNO DE LOS MAS EXACTOS.CUANDO UNA INSTALACION SE CONSTRUYE, SE MANTIENE Y SE USA CUIDADOSAMENTE SE CONSIGUEN INCERTIDUMBRES DE 0,1 %

CONDICIONES EN LA MEDICION [5]NO EXISTAN FUGAS SIGNIFICATIVAS EN EL CIRCUITO NI ESCAPES DURANTE EL MOVIMIENTO DEL DESVIADOR.NO SE PRODUZCA ACUMULACION O DISMINUCION DE LIQUIDO.REALIZAR CORRECCIONES POR EMPUJE HIDROSTATICO DE LA ATMOSFERA EN LOS DISPOSITIVOS DE PESAJE.LOS DISPOSITIVOS DE PESAJE, CRONOMETRO Y OTROS ASEGUREN LA EXACTITUD REQUERIDA.EL TIEMPO DEL MOVIMIENTO DEL DIVERSOR SEA PEQUEÑO CON RESPECTO AL TIEMPO DE LLENADO.

COMPONENTES DE LAS INSTALACIONES

Sumidero, reservorio de líquido. Sección de ensayo. Diversor. Dispositivo de pesaje. Tanque receptor (del líquido). Dispositivo de medición del tiempo Bombas. Tanque elevado. Dispositivos de medición de la temperatura y presión del fluido de trabajo. Sistema de adquisición de datos.

PESADA ESTATICA [5]DETERMINAR LA MASA INICIAL DEL TANQUE MAS LA DE CUALQUIER LIQUIDO RESIDUAL QUE CONTENGA.

DESVIAR EL FLUJO DENTRO DEL TANQUE DE PESADA MANIOBRANDO UN DESVIADOR EL CUAL ACCIONA UN CRONOMETRO PARA LA MEDIDA DEL TIEMPO DE LLENADO.

DETERMINAR LA MASA FINAL DEL TANQUE MAS LA DEL LIQUIDO RECOGIDO.

EL CAUDAL SE DEDUCE A PARTIR DE LA MASA RECOGIDA DEL TIEMPO DE LLENADO Y OTROS DATOS TOMADOS (DENSIDAD, TEMPERATURA, PRESION,ETC.)

ALCANCES Y ESPECIFICACIONES

MENSURANDOS

Flujo volumétrico. Medidores de flujo yFlujo másico. medidores que totalizan 

Volumen totalizado. el flujo másico o volumétrico.

Masa totalizado.

MODOS DE CALIBRACION

Mando de operación:A) Fluyendo al INICIO y al 

FINAL Diversor

B) Fluido estático al INICIO y al FINAL ON/OFF de válvula

METODO EMPLEADO a) Calibración gravimétrica.Balanzas:2 toneladas0,6 toneladas

MODOS DE OPERACIÓN

Tanque de carga constante. Presión constante en la línea 

(0,5 bar aproximadamente)Sistema de bombeo. Presión variable en la línea 

(4 bar como máximo)Rangos de caudal: 0,35 m3/h a 130 m3/h

Medidor / tamaño de tuberías DN 25 a DN 200

INCERTIDUMBREEXPANDIDA

± 0,10 % (totalizado)± 0,11 % (caudal)

Hasta DN 100

Medidores con salida de frecuencia para el totalizado y salida analógica para el caudal

PRINCIPIO DE OPERACION

PRINCIPIO DE OPERACION (1)

PRINCIPIO DE OPERACION (2)

PRINCIPIO DE OPERACIÓN (2´)

PRINCIPIO DE OPERACIÓN (3)

ADQUISICION DE DATOS

ADQUISICION DE DATOSESC

ALA

MIEN

TO D

EL CA

UDA

L

TIEMPODE PRUEBA

VALVULAS REGULADORAS DE CAUDAL

TEMP. Y PRESION

BALANZAS

CUENTA DE PULSOS

CAUDAL

DIVERSOR O DESVIADOR [5]Dispositivo que desvía el flujo al tanque de pesada o a su conducto de derivación sin cambiar el caudal durante el intervalos de medida.

TOBERA PARA PELICULA UNIFORME

TOBERA

DIVERSOR INICIO PRUEBA

MOV. PARA EL ESTADO DE LLENADO

LLENADO

MOV. PARA RETORNAR AL ESTADO INICIAL

ESTADO INICIAL (1)

ESTADO INICIAL (2)FIN PRUEBA

PISTON NEUMATICO

INICIO Y FIN DE LA PRUEBA

DIVERSOR

CAUDAL DE REFERENCIA

MOVIMIENTO DEL DIVERSOR

CAUDAL DE REFERENCIA

REALIZACION DE LAS UNIDADES

RESULTADOS ENTREGADOS

CAUDAL VOLUMETRICO

CAUDAL MASICO

METER K-FACTOR

PORCENTAJE DE ERROR

CAUDALES DE REFERENCIA

CURVA DE ERROR

DIAGRAMA DE ARBOL (CAUDAL)

DIAGRAMA DE ARBOL (VOLUMEN)

MASABALANZAS:

1. Balanza de 600kg de capacidad con 0,02 % de incertidumbre expandida.

2. Balanza de 2000 kg de capacidad con 0,04 % de incertidumbre expandida.

TIEMPOCONTADORES UNIVERSALES DE TIEMPO Y FRECUENCIA CALIBRADOS CON UNA INCERTIDUMBRE DE 0,01 %.EL CONTADOR TAMBIEN ES UTILIZADO PARA COLECTAR LOS PULSOS ENVIADOS POR EL MEDIDOR BAJO PRUEBA

DENSIDAD DEL AGUAMEDIDA CON UN PICNOMETRO TIPO GAY LUSSAC DE 50 ml DE CAPACIDAD CALIBRADO CON UNA INCERTIDUMBRE DE 0,03 %

TEMPERATURA DEL AGUATRANSDUCTOR DE TEMPERATURA CON SENSOR DE PLATINO, CALIBRADO CON UNA INCERTIDUMBRE EXPANDIDA DE 0,04 ºC

PRESION EN LA LINEA DE ENSAYOTRANSDUCTOR DE PRESION CALIBRADO CON UNA INCERTIDUMBRE EXPANDIDA DE 0,1 bar

PRESUPUESTO DE INC. K-METERi Symbol Source of Input Probability Divisor Standard Sensitivity Contribution

uncertainty uncertainty distribution uncertainty coefficient to overall uncertainty

u(xi) ci [ci (xi)]2

1 u(mf) Estimación numérica 0,07 Rectangular 1,73 0,0432 -0,29 1,6E-04

2 u(mo) Estimación numérica 0,07 Rectangular 1,73 0,0432 0,29 1,6E-04

3 u(b) Calibración0,00 Normal 2 3,4E-05 -100,90 1,2E-05

4 u() Estimación numérica0,01 Rectangular 1,73 0,0077 0,00 9,6E-11

5 u(d) Estimación numérica 6,2E-06 Rectangular 1,73 3,6E-06 -40,90 2,1E-08

6 u(Cdiv.) Estimación numérica 6,6E-04 Rectangular 1,73 0,00038 -100,92 1,5E-03

7 u(a) Estimación numérica 0,02 Rectangular 1,73 0,010 -0,09 7,4E-07

8 u(p) PC-015140,00 Normal 2 70 0,00 1,6E-08

9 u(F) Tablas (CENAM) 2,2E-11 Rectangular 1,73 1,3E-11 39042974 2,6E-07

10 u(pmanL) Estimación numérica692937 Rectangular 1,73 400067 4,5E-08 3,3E-04

11 u(NMUT) Asume 2 Rectangular 1,73 2,9 1,4E-03 1,7E-05

12 u(wT) Estimación numérica0,26 Rectangular 1,73 0,15 1,2E-07 3,1E-16

13 u(wL) Estimación numérica 0,24 Rectangular 1,73 0,14 1,0E-01 2,0E-04

14 u(crep.) Ensayos 0,03 Normal 2 0,017 1 2,8E-04

uc Incert. Combinada 0,051 % - - - 2,6E-03

UIncert. Expandida 0,10 % k

2- -

PRESUPUESTO DE INCERTIDUMBRE

0,0% 5,0% 10,0% 15,0% 20,0% 25,0% 30,0% 35,0% 40,0% 45,0% 50,0%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

INDICACION FINAL BALANZA

TIEMPO

EVAPORACION

DIVERSOR

DENSIDAD DEL AIRE

DENSIDAD DE LAS PESAS

COEFICIENTE DE EXPANSION DEL AGUA

PRESION DEL AGUA

PULSOS COLECTADOS

DENSIDAD DEL AGUA EN  RECIPIENTE DE PESAJE

DENSIDAD DEL AGUA EN LA LINEA DE ENSAYO

REPETIBILIDAD

INDICACION FINAL BALANZA

COMPARACION MEDIDOR DE FLUJOInstrumento: MEDIDOR DE FLUJO DE LIQUIDOS

DN 25 mm

Tipo:  ELECTROMAGNETICO

Fabricante: ENDRESS+HAUSER

Modelo: PROMAG W (Sensor)

PROMAG 50 (Transmisor)

Número de serie: 930DA419000 (Sensor y transmisor)Alcance de Caudal: 9 L/min a 300 L/min

Las mediciones fueron realizadas en 5 puntos al 10%, 25%, 50% y 100% del alcance del medidor de flujo.

Se utilizó la salida de frecuencia para determinar el volumen totalizado (1 kHz para el full scale).

Salida analógica para el caudal (4 mA a 20 mA)

COMPARACION MEDIDOR DE FLUJO

CENAM – INDECOPI (SNM)

UINDECOPI: 0,14% a 0,17 %

UCENAM: 0,06 % a 0,12 %

0,7

0,9

0,4

0,10,1

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

0 50 100 150 200 250 300

En

Q / (L/min)

Caudal, Q v.s. En

SERVICIOS OFERTADOS POR EL LFL DEL INDECOPI

SERVICIOS OFERTADOS POR EL LFL DEL INDECOPI

SERVICIOS OFERTADOS POR EL LFL DEL INDECOPI

SERVICIOS OFERTADOS POR EL LFL DEL INDECOPI

EVALUACIONES AL LABORATORIOEVALUACION PAR RECIBIDA POR EXPERTO TECNICO:

DR.ENGEL, JEFE DEL GRUPO D E TRABAJO DEL DEPARATMENTO DE FLUJO DE LIQUIDOS DEL PTB

FEBRERO 2013

BIBLIOGRAFIA[1] Norma ISO 4006:1991, Measurement of fluid flow in closed conduits-Vocabulary and symbols.[2] Regional Workshop 2008, Theoretical and Practical Aspects in the Measurement of Potable Water. Rainer Engel.[3] Libro Todo sobre Medidores de Agua, Segunda Edición-junio 2008.[4] Curso Fundamentos de medición de flujo de hidrocarburos líquidos y gaseosos, CEESI, Lima-2012[5] Norma UNE EN 24185:1993, Medida de caudal en conductos cerrados. Método por pesada

GRACIAS POR SU ATENCION

Ing. Carlos Ochoa Q.cochoa@indecopi.gob.pe

Telf. 2247800 anexo 1669 - 1659