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INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL - CAUDAL

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DIAPOSITIVASMEDIDORES DE CAUDAL

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DEFINICIONES BÁSICAS Fluido: Sustancia que se deforma continuamente al ser sometida a

una fuerza tangencial, de tal manera que adopta espontáneamente la forma del recipiente que lo contiene.

Flujo: Fluido en movimiento, debido a una diferencia de presiones. Tipos De Flujo Flujos Abiertos: canales abiertos, ríos Flujos Cerrados: tuberías Flujos Laminares Flujos Turbulentos Flujos Cavitantes

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LOS FLUIDOS La materia generalmente se clasifica de acuerdo con

algunos de los cuatro estados en que se encuentra:sólido, líquido, gaseoso y plasma.

Un sólido tiene forma y volumen definidos. Un líquido tiene un volumen definido pero no una

forma definida. Un gas no tiene ni volumen ni forma definidos. Un sólido se comprime bajo la acción de fuerzas

externas, pero si estas fuerzas dejan de actuar, tiendea retomar su forma y tamaño original. Según eltiempo de respuesta del cambio de la forma a unafuerza externa o presión, la materia puedecomportarse como un sólido o como un fluido. Enalgunos casos, el material se comporta en un estadointermedio, como por ejemplo plástico, goma, asfalto,grasa, miel, etc. 3

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LOS FLUIDOS Un fluido es un conjunto de moléculas que se

distribuyen aleatoriamente y se mantienenunidas por fuerzas cohesivas débiles que se creanentre moléculas y por fuerzas ejercidas por lasparedes de un envase.

Por lo tanto, son fluidos los líquidos y los gases.Una diferencia esencial entre un fluido y unsólido es que un fluido no soporta fuerzastangenciales y los sólidos sí. De acuerdo con esto,los fluidos son sistemas que están en continuomovimiento.

En este contexto, la mecánica clásica debemodificarse un poco. Por ejemplo el concepto demasa se reemplaza por otro concepto, llamadodensidad, que corresponde a la masa por unidadde volumen. 4

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DENSIDAD Una propiedad de cualquier sustancia es su

densidad. La densidad ρ de cualquier material se define

como la cantidad de masa m contenida en cadaunidad de volumen V. Como la distribución demasa puede variar si se considera el volumencompleto de sustancia, se debe definir en formamicroscópica la densidad en cada punto delcuerpo en forma diferencial, esto es:

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DENSIDAD La densidad es una magnitud física escalar, su

unidad de medida en el SI es kg/m3. La densidad cambia con la temperatura. La

densidad de los fluidos depende también y de lapresión.

Si un cuerpo tiene la misma densidad en todo elvolumen, es decir es constante, se dice que eshomogéneo, en caso contrario es heterogéneo, eneste caso el cuerpo tiene una distribución demasa variable dentro del volumen. La densidadde los líquidos (y sólidos) es del orden de 1000veces la de los gases.

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VALORES DENSIDAD SUSTANCIASCOMUNES

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DINÁMICA DE FLUIDOSCuando un fluido está en movimiento, el flujo se puedeclasificar en dos tipos:a) Flujo estacionario o laminar si cada partícula de fluidosigue una trayectoria uniforme y estas no se cruzan, es unflujo ideal. Por ejemplo el humo de cigarrillo justo despuésde salir del cigarro es laminar. En el flujo estacionario lavelocidad del fluido permanece constante en el tiempo. Sobreuna velocidad crítica, el flujo se hace turbulento.b) Flujo turbulento es un flujo irregular con regiones dondese producen torbellinos. Por ejemplo el humo de cigarrillo enla parte superior alejada del cigarro es turbulento.El flujo laminar se vuelve turbulento por efecto de la fricciónque también está presente en los fluidos y surge cuando unobjeto o capa del fluido que se mueve a través de él desplazaa otra porción de fluido; lo notas por ejemplo cuando corresen el agua.

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DINÁMICA DE FLUIDOSLa fricción interna en un fluido es la resistencia quepresenta cada capa de fluido a moverse respecto a otracapa. La fricción interna o roce de un fluido enmovimiento se mide por un coeficiente de viscosidad η.Por efecto de la viscosidad parte de la energía cinética delfluido se transforma en energía térmica, similar al casode los sólidos. Debido a que el movimiento de un fluidoreal es muy complejo, consideraremos un modelo de fluidoideal con las siguientes restricciones:fluido incompresible -densidad constanteflujo estacionario, laminar –la velocidad en cada punto esconstante.rotacional –no tiene momento angular.

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DINÁMICA DE FLUIDOS – # DE REYNOLDS

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ECUACIÓN DE CONTINUIDAD:

La trayectoria seguida por unapartícula de fluido estacionario sellama línea de corriente, así que pordefinición la velocidad es siempretangente a la línea de corriente encualquier punto. Por lo tanto laslíneas de corriente no se puedencruzar, sino en el punto de cruce, lapartícula de fluido podría irse porcualquiera de las líneas y el flujo nosería estacionario. Un conjunto delíneas de corriente forma un tubo decorriente o de flujo, las partículas defluido se pueden mover sólo a lo largodel tubo, ya que las líneas decorriente no se cruzan. 13

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Considerar un fluido que se mueve a lo largo de un tubo decorriente, cuya sección transversal aumenta en dirección delflujo, como en la figura. En un intervalo Δt en la sección másangosta del tubo de área A1, el fluido se mueve una distanciaΔx1 = v1 Δt. La masa contenida en el volumen A1 Δx1 es Δm1= ρ1A1 Δx1.De manera similar, en la sección ancha del tubo de área A2, seobtienen expresiones equivalentes en el mismo Δt, cambiandoel subíndice 1 por 2. Pero la masa se conserva en el flujoestacionario, esto es la masa que cruza por A1 es igual a lamasa que pasa por A2 en el intervalo de tiempo Δt. Esta sellama ecuación de continuidad, representa la conservación dela masa: significa que la masa no puede ser creada nidestruida, sólo se puede transformar, similar a la conservaciónde la energía.

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Para un fluido incompresible, es decir de densidadconstante, la ecuación de continuidad se reduce a:

esto es, el producto del área por la rapidez normal ala superficie en todos los puntos a lo largo del tubode corriente es constante. La rapideces mayor(menor) donde el tubo es más angosto (ancho) ycomo la masa se conserva, la misma cantidad defluido que entra por un lado del tubo es la que salepor el otro lado, en el mismo intervalo de tiempo.La cantidad Av, que en el SI tiene unidades dem3/s, se llama flujo de volumen o caudal Q = Av.

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LEY DE CONTINUIDAD

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TEOREMA DE BERNOULLI

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ECUACIÓN DE BERNOULLI

Cuando un fluido se mueve por una región en que surapidez o su altura se modifican la presión tambiéncambia.La fuerza de la presión p1 en el extremo inferior deltubo de área A1 esF1 = p1 A1.El trabajo realizado por esta fuerza sobre el fluido esW1 = F1 Δx1 = p1A1 Δx1 = p1 ΔV,donde ΔV es el volumen de fluido considerado.De manera equivalente, si se considera un mismointervalo de tiempo, el volumen ΔV de fluido que cruzala sección superior de área A2 es el mismo, entonces eltrabajo esW2 = -p2A2Δx1 = -p2 ΔV. 18

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El trabajo neto realizado por las fuerzas en el intervalo detiempo Δt es:

Parte de este trabajo se usa en cambiar tanto la energíacinética como la energía potencial gravitacional del fluido. SiΔm es la masa que pasa por el tubo de corriente en el tiempoΔt, entonces la variación de energía cinética es:

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y la variación de energía potencial gravitacional es:

Por el teorema del trabajo y energía se tiene:

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PERFIL DE FLUJO Y EFECTOS DE TUBERÍA

Los cálculos del número de Reynolds son válidos para perfiles simétricos. Sin embargo, como el flujo se mueve a través de una tubería, los perfiles se distorsionan o son asimétricos. Un simple codo de 90o, distorsiona el perfil de flujo. Como el flujo se mueve a través del codo, se acelera alrededor y hacia fuera de la curva y disminuye su velocidad dentro de la curva. El perfil se distorsiona con una zona de alta velocidad ocurriendo al otro lado de la línea de centro de la tubería.

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Existen algunas recomendaciones de ASME para tubería corriente arriba y corriente abajo para el caso de orificios o toberas de flujo después de un disturbio específico.

Gráficas similares pueden existir para otro tipos de medidores.

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Idealmente el perfil de flujo lo define el Número de Reynolds y la condición de la pared interna de la tubería (rugosidad). El perfil puede ser restablecido por acondicionadores de flujo, aunque se deben de utilizar con discreción y sumo cuidado.

Aunque la mayor parte de los acondicionadores de flujo como Sprenkle, Zanker, Mitsubishi y Vortab son efectivos en la eliminación de perfiles de flujo distorsionado, chorros y remolinos persistentes, su principal desventaja es que tienen pérdida de cabeza.

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MEDICIÓN DE FLUJO

Siempre que se trabaja con un fluido, existe lanecesidad de realizar un conteo de la cantidad que setransporta, para lo cual utilizamos medidores de flujo.

Algunos de ellos miden la velocidad de flujo de maneradirecta, otros miden la velocidad promedio, y aplicandoluego la Ecuación de Continuidad y la Ecuación de laEnergía de Bernoulli se calculan la velocidad y elcaudal.

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UNIDADES DE MEDIDA DE FLUJO

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FACTORES PARA LA ELECCIÓN DEL TIPO DE MEDIDOR DE FLUIDO Intervalo de medición Exactitud y precisión requerida Pérdida de presión Tipo de fluido Tipo de medición Calibración y configuración Medio ambiente Lugar de ubicación

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VARIABLES FISICAS APLICABLES En función del fluido y el tipo de caudal (volumétrico o

másico)que se desea medir, se pueden agrupar los sensores por la variable física a transformar para la medición:

Mediciones volumétricas: a) Presión diferencial Platina placa orificio Tubo venturi Tubo pitutTodos estos conectados a un tubo U o aun elemento de fuelle ódiafragma b) Área Variable (Rotámetro) c) Velocidad (Turbinas, Vortex, Ultrasonido) d) Tensión Inducida (Medidor Magnético) Mediciones másicas: a)Compensación de presión y temperatura. b) Fuerza de Coriolis

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TIPOS DE MEDIDORES DE FLUJO VOLUMÉTRICO MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL *Placa de Orificio, Tobera o Boquilla de Flujo, Tubo deVenturi,

Tubo de Pitot, Tubo Anubbar MEDIDOR DE ÁREA VARIABLE *Rotámetro MEDIDORES DE VELOCIDAD *Turbina, Transductores ultrasónicos MEDIDOR DE FUERZA * Medidor de Placa MEDIDOR DE TENSIÓN INDUCIDA *Medidor magnético de caudal MEDIDORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO *Disco y Pistón oscilante, Pistón alternativo, rotativos, etc. MEDIDORES DE TORBELLINO Y VÓRTEX MEDIDOR OSCILANTE 29

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PRESIÓN DIFERENCIAL Si imaginamos una corriente de agua por una tubería

cerrada (ver gráfico), el caudal en la tubería se define como:

Q= V/t Donde V es el volumen que se ha trasladado en el

tiempo t. Si expresamos la velocidad como: v= l/ t Donde l es la longitud recorrida por el fluido en el

tiempo t Entonces: Q= V/ t = A. l/ t = A.v

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIALVENTAJAS

Las principales ventajas de estos medidores son: Su sencillez de construcción. No incluyen partes móviles. Su funcionamiento se comprende con facilidad. No son caros, particularmente si se instalan en

grandes tuberías y se comparan con otros medidores. Pueden utilizarse para la mayoría de los fluidos. Hay abundante información sobre sus diferentes usos.

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIALDESVENTAJAS

Sus principales desventajas son: La amplitud del rango de medida es menor que para la mayoría

de los otros medidores. Puede producir pérdidas de carga significativas, es decir provocan

una caída de presión alta. La señal de salida no es lineal con el flujo. Deben de respetarse tramos rectos de tubería corriente arriba y

corriente abajo del medidor que, según la localización de latubería y los accesorios existentes, pueden llegar a ser grandes.

Pueden producirse efectos de envejecimiento, es decir,acumulación de depósitos o la erosión de las aristas vivas.

La precisión suele ser menor que la de medidores más modernos,especialmente si, como es habitual, el medidor se entrega sincalibrar.

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL –PLACA ORIFICIOLa placa de orificio es el dispositivo de medición de flujo máscomúnmente usado, cuyas características son: Máxima pérdida de presión permanente. Más fácil de instalar. Fácilmente reproducible. Requiere inspección periódica. Es el de más bajo costo. Es el dispositivo más conocido. Mide flujos de líquidos, gases y vapores bajo un amplio

rango de condiciones. Consiste básicamente de una placa circular perforada, la

cual se inserta en la tubería y presenta una restricción alpaso del flujo, lo que general una presión diferencial en elsistema, la que se mide, y resulta ser proporcional a lamagnitud del flujo. 33

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL –PLACA ORIFICIO

Consiste en una placa perforada (disco metálico), instaladaen una tubería. Cuando una placa de orificio se coloca enforma concéntrica dentro de una tubería, ésta provoca queel flujo se contraiga de repente conforme se aproxima alorificio y después se expande de repente al diámetro totalde la tubería.

Su propósito es determinar la rata de flujo de mediciones depresión diferencial a través del orificio.

La corriente que fluye a través del orificio forma una venacontracta (área del flujo mínima) que es más pequeña queel área de la abertura en la placa de orificio.

La rápida velocidad del flujo resulta en una disminución depresión hacia abajo desde el orificio. 34

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL –PLACA ORIFICIO TIPOS DE PLACAS DE ORIFICIO

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Ventajas: Es económica. El 50% de los medidores de caudal

utilizados en la industria son P.O.39

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Desventajas: El coeficiente de descarga puede cambiar con el tiempo

debido al desgaste y la acumulación de suciedad. Se puede obstruir y reducir el diámetro del orificio. Para evitar esto se utilizan orificios excéntricos y segmentales.

* Pérdida de carga (caída de presión) apreciable debido al efecto de turbulencia que se puede generar antes de la placa

* Los valores de Cd llegan a máximo 0,6 * Para mejorar esta situación se desarrollan perfiles

más lineales, que minimicen estos efectos. * Así se formaron las toberas y los venturímetros,

permitiendo valores de Cd hasta 0,97. 49

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Es una contracción gradual de la corriente de flujo seguida de una sección cilíndrica recta y corta.

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL –BOQUILLA O TOBERA DE FLUJO

La tobera permite caudales 60% superiores a los de 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. La exactitud es del orden de +/-0.95 a +/-1.5%.

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Consiste en un estrechamiento gradual cónico y una descarga con salida también suave.

Es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos cónicos. La presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así, al colocar un manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la caída depresión y calcular el caudal instantáneo. Permite la medición de caudales 60% superiores a los de la placa orificio en las mismas condiciones de servicio y con una pérdida de carga de solo 10 a 20% de la presión diferencial.

Se utiliza cuando es importante limitar la caída de presión. Se usa para fluidos sucios y ligeramente contaminados. El alto costo restringe su utilización.

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL –TUBO VENTURI

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APLICACIONES

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL –TUBO DALL

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL –TUBO PITOT


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En la práctica se emplea un diseño con dos tubosconcéntricos, uno interior que actúa como el tubo Pitot y elexterior como un medio de medir la presión

Los tubos de Pitot son instrumentos sencillos, económicos,con una caída de presión baja y disponibles en un ampliomargen de tamaños. Si se utilizan adecuadamente puedenconseguirse exactitudes moderadas y, aunque su usohabitual sea para la medida de la velocidad del aire, seusan también, con la ayuda de una técnica de integración,para indicar el caudal total en grandes conductos y,prácticamente, con cualquier fluido.

Probablemente la principal desventaja sea su dificultadpara medir bajas velocidades del aire. Para líquidos quizásel principal problema sea la rotura de la sonda. En el tubopitot sencillo, la colocación es muy crítica. Si el flujo estaen el extremo inferior del perfil turbulento, la diferenciaen velocidad que atraviesa el flujo requerirá que seinserte el flujo donde se pueda determinar que velocidadse esta midiendo.

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El tubo annubar es una innovación del tubo de pitot. Cuenta con tubo exterior, situado a lo largo de un

diámetro transversal de la tubería, y dos tubos interiores.El tubo exterior presenta cuatro orificios en la cara aguasarriba de la corriente, que utiliza para interpolar losperfiles de velocidad y realizar un promedio, y otro orificioen el centro del tubo pero en la cara aguas debajo de lacorriente.

De los tubos que están en su interior, uno sirve parapromediar las presiones obtenidas en los cuatro orificios,midiendo la presión total, mientras que el otro tubo, que seencuentra en la parte posterior, mide la presión estáticaen el orificio central aguas debajo de la corriente.

Existen diferentes tipos de tubos annubar, cuya seleccióndepende del tamaño de la línea y su aplicación.

El tubo annubar tiene mayor precisión que el tubo depitot, así como una baja perdida de carga, utilizándosepara la medida de pequeños y grandes flujos de fluidos. 67

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL –TUBO ANNUBAR

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Cuando un fluido circula por el codo de una tubería,está sujeto a una aceleración angular.

La fuerza centrífuga resultante crea una presióndiferencial entre el radio interior y el radio exterior. Laraíz cuadrada de esta presión diferencial esproporcional al caudal, siendo la base fundamental deestos medidores de caudal.

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MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL –CODOS

Las tomas en el codo presentan la ventaja de que como la mayoría de las configuraciones de tuberías tienen codos, pueden situarse en ellos las tomas de presión.

Esto permite una instalación económica, sin pérdidas de presión, y sin introducir obstrucciones en la línea.

Debe ponerse especial cuidado para alinear los orificios de las tomas de presión en ambos planos.

Si el codo esta calibrado, su precisión puede ser comparable a la de una placa de orificio.

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MEDIDORES DE ÁREA VARIABLE –ROTÁMETROS

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Funcionamiento del Rotámetro

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VENTAJAS LIMITACIONESBajo costo No es apropiado para altas presionesSimple Capacidad máxima limitadaRelativamente inmune a los arreglos de tuberías cercanos

Las unidades en algunos casos son voluminosos.

Baja caída de presión constante

El costo se incrementa considerablemente con operaciones extras (corazas de protecciones o montaje en tablero)

Rango de flujo 10:1 Transmisión no disponible como estándarNingún tipo de suministro requerido

Las incrustaciones de suciedad pueden volver difícil la lecturaSolo manejan fluidos limpios.

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Un medidor de flujo tipo turbina es aceptado ampliamente como una tecnología probada que es aplicable para medir flujo con una alta exactitud y repetibilidad y consiste de un sensor para detectar la velocidad real de un líquido que fluye por un conducto. La movilidad del líquido ocasiona que el rotor se mueva a una velocidad tangencial proporcional al flujo del volumen. El movimiento del rotor puede ser detectado mecánica, óptica o eléctricamente, registrándose el movimiento del rotor en un sistema lector externo.

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MEDIDORES DE VELOCIDAD–TIPO TURBINA

La velocidad del fluido ejerce una fuerza de arrastre en elrotor; la diferencia de presiones debido al cambio de áreaentre el rotor y el cono posterior ejerce una fuerza igual yopuesta.

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De este modo el rotor esta equilibrado hidrodinámicamentey gira entre los conos anteriores y posteriores sin necesidadde usar rodamientos axiales evitando así un rozamientoque necesariamente se produciría.

Son básicamente aspas rotatorias soportadas a lo largo dela línea central del tubo.

El rotor de la turbina axial está ligeramente suspendido yrota con el flujo de fluido (gas o líquido) a través delmedidor de flujo.

La velocidad rotacional de la turbina es proporcional a lavelocidad del fluido Vt Vf.

Como el paso de flujo es fijado, la velocidad rotacional esuna representación exacta del volumen del fluido fluyendoa través del medidor de flujo. 80

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La única conexión mecánica entre la turbina y el Housing son loscojinetes de la turbina.

La rotación de la turbinaes sensada por un Pick–Upmagnético en el cuerpodel medidor de flujo queresponde al paso de cadaaspa de la turbina.

La salida del Pick – Up magnético es un tren de pulsos de voltajecon una frecuencia proporcional a la rata de flujo volumétrico.

Los pulsos se transmiten a un sistema de procesamiento de datoscercanos al medidor, donde son amplificados, contados einterfasados con un microprocesador para medir el flujo delfluido.

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Son los más precisos (Precisión 0.15 - 1 %). Son aplicables a gases y líquidos limpios de baja

viscosidad. Problemas: Pérdida de carga y partes móviles

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Rango: 0.03 a 20000 galones/minuto Los medidores de flujo tipo turbina hacen uso del principio

de momento angular para medir la rata de flujo. El intercambio de momentum entre el flujo y el rotor gira al

rotor a una velocidad rotacional que es proporcional a larata de flujo.

Como la bobina genera un pulso cada vez que un aspa pasafrente al Pick – Up magnético, entonces: V=kn;

donde: V= volumen total del líquido pasando por el medidor k=volumen líquido/ pulso n= número de pulsos

Rata de flujo promedio

t= es un intervalo de tiempo; Q=kf ; f=frecuencia88

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Los medidores de flujo tipo ultrasónico como su nombre lo indica, miden el flujo por medición de energía u onda ultrasónica en sistemas cerrados.

Existen dos tipos: -Medidor ultrasónico de tiempo transitorio o por

impulsos y - Medidor ultrasónico por efecto Doppler Una onda de sonido que viaja en la dirección del flujo

de fluido requiere menos tiempo entre un punto fijadoy otro que una onda viaja en la dirección opuesta.

Este es el principio empleado para medir la rata deflujo con ondas ultrasónicas. 91

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MEDIDORES DE VELOCIDAD–ULTRASONIDO

Una onda de sonido que viaja en la dirección del flujode fluido requiere menos tiempo entre un punto fijadoy otro que una onda viaja en la dirección opuesta.

Este es el principio empleado para medir la rata deflujo con ondas ultrasónicas.

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Tiempos diferentes de transiente son una indicaciónde la velocidad de flujo del fluido.

En la gráfica anterior se muestra un esquema para unmedidor de flujo particular, en el que se observan dossensores e ultrasonido montados en lados opuestos eltubo a un ángulo con respecto al eje del tubo.Ambos sensores pueden recibir y transmitir ondasultrasónicas.

Las ondas ultrasónicas viajan desde A a B a lavelocidad VAB, y desde el punto B al punto A a lavelocidad VBA. Los tiempos del transiente tAB y tBA sepueden encontrar diciendo: 93

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A: transmisor – receptor B: transmisor – receptor L: Distancia de medición C0: Velocidad del sonido en el producto Vm: Velocidad promedio de flujo de fluido VAB (tAB) = velocidad de propagación A-B VBA (tBA) = velocidad de propagación B-A

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El medidor vortex o torbellino, mide la frecuencia detorbellino producida por una hélice estática situada en latubería, perpendicular a la dirección del fluido. Lafrecuencia es directamente proporcional a la velocidad delfluido. El coeficiente de proporcionalidad es función de laforma de la hélice y se determina experimentalmente.

El límite inferior de Número de Reynolds, para que seproduzca torbellino también depende de la hélice ytípicamente esta entre 10,000 y 20,000.

La frecuencia de torbellino puede ser detectada demúltiples maneras y no existen resultados de pruebas quepermitan establecer cual es la mejor. Son usuales: Sensorespiezoeléctrico, termistores de baja inercia, Sensorescapacitivos o ultrasonido.

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MEDIDORES DE VELOCIDAD–VORTEX

La frecuencia de torbellino no es afectada apreciablementepor las propiedades del fluido, mientras el Número deReynolds sea superior al mínimo no es requeridacompensación por cambios de densidad, viscosidad nitemperatura de fluido, a menos que esta varíedrásticamente.

Si el fluido es altamente corrosivo o erosivo puededeteriorar la hélice y variar la constante de calibración.Es muy sensible a las condiciones de instalación, lasrecomendaciones de tramos rectos son similares a las deuna platina de orificio con d/D= 0,7.

La rangoabilidades típicas son de 10:1 para líquidos y 20:1para gases y vapor, deben ser calculadas para cadaaplicación y es definida por el mínimo numero de Reynoldsy la máxima velocidad de fluido (usualmente 25 ft/seclíquidos y 250 ft/sec gases y vapor). Por esta razón fluidosviscosos (u>8cp) no son generalmente recomendados. 96

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El medidor tipo Vortex es un ejemplo de un medidorde flujo oscilatorio. A baja velocidad, el modelo delflujo permanece alíneado, sin embargo al incrementarla velocidad, el fluido se separa de cada lado delcuerpo y se arremolina formando vórtices (torbellinos)corriente abajo del cuerpo.

El número de vórtices generados es directamenteproporcional a la velocidad del fluido.

El Vortex crea una señal pulsante el cual puede sermedido.

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El costo total del medidor hace que sea unaalternativa para reemplazar platinas de orificio; sucosto inicial es similar hasta 4", costos de instalacióny mantenimiento son generalmente más bajos ytumba entre 50 y 67% menos presión que esta. Sinembargo el hecho de que pueden ser afectados porproblemas de vibración en las tubería, inhabilidadpara indicación de flujo nulo (Salida es 0% con flujonulo o por debajo del número de Reynolds mínimo), eimposibilidad de chequeo de calibración hacen que suuso no sea extendido.

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El medidor de caudal electromagnético utiliza elmismo principio básico que el electrogenerador, esdecir, cuando un conductor se mueve a través de uncampo magnético se genera una fuerza electromotrizen el conductor, siendo su magnitud directamenteproporcional a la velocidad media del conductor enmovimiento.

Si el conductor es una sección de un líquido conductorcirculando por un tubo aislado eléctricamente, através de un campo magnético y se montan loselectrodos diametralmente opuestos en la pared de latubería, la fuerza electromotriz generada a través delos electrodos es directamente proporcional a lavelocidad media del fluido.

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MEDIDORES DE VELOCIDAD–ELECTROMAGNÉTICO

Es importante señalar que la diferencia de potencial entre los electrodos es del orden de milivoltios, por lo que dicha señal tiene que ser amplificada mediante un dispositivo secundario denominado convertidor, que proporciona una señal de salida en miliamperios, en voltios o en impulsos.

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Estos medidores se aplican ampliamente en: - Líquidos mezclados con agua, - En el manejo de pasta, - En procesos altamente corrosivos, - En plantas de tratamiento de efluentes (industrias

de desechos), - En plantas de papel, - En la industria del grano (maíz, cereal), - En la industria de resinas, pinturas, - En la medición de productos viscosos, - En la industria de alimentos (leche, mezclas de

helados, industria de cerveza, café, salsas, etc) y - en donde la medición de flujo de proceso es díficil 105

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