Medición de Flujo

Ing. Alejandra Escobar

Medición de Flujo

“Un fluido es una sustancia que posee la

propiedad de que una porción de la misma

puede desplazarse respecto a la otra, es decir,

puede fluir venciendo las fuerzas de atracción

entre las moléculas, que originan una resistencia

interna a este desplazamiento relativo. Los

fluidos pueden ser un líquido, un gas o mezcla

de éstos dos. El flujo indica lo rápido que una

sustancia (fluido) está en movimiento”.

Medición de Flujo

Equilibrio de fuerzas Galgas extensiométricas

Transductor de resistencia

Sistema

Torbellino

Oscilante

Elemento

Medidor de frecuencia Termistancia o condensador o ultrasonido

Válvula oscilante

Transmisor

Generador Tacométrico o transductor de impulsos

Medidores Volumétricos

Desplazamiento Positivo

Disco giratorio Pistón oscilante Pistón alternativo Medidor Rotativo Medidor paredes deformables

Cicloidal Birrotor Oval

Transductor de impulsos

Térmico

Medidores de caudal masa

Compensación de presión y temperatura en medidores volumétricos

Diferencia temperatura en dos sondas de resistencia

Puente de Wheastone

Momento Medidor axial Medidor axial de doble turbina Convertidor de par

Fuerza de Coriolis

Térmico

Tubo de vibración

Equilibrio de movimientos Potenciométrico

Puente de impedancia

Sistema

Presión Diferencial

Area Variable

Velocidad

Fuerza

Tensión Inducida

Placa Orificio Tobera

Tubo Venturi Tubo Pitot Tubo Annubar

Rotámetro

Elemento

Vertedero con flotador en canales abiertos Turbina

Sondas ultrasónicas

Rotámet

ro

Placa de impacto

Potenciométrico Piezoeléctrico

Medidor magnético

Conectado a tubo en “U”

Elemento de fuelle o de diafragma

Transmisor

Equilibrio de fuerzas Silicio difundido

Convertidor Potensiométrico

Medidores Volumétricos

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).

Hay que señalar que la medida del caudal

volumétrico en la industria se efectúa

principalmente con elementos que dan lugar a

una presión diferencial al paso del fluido. Entre

estos elementos se encuentran la placa-orificio,

la tobera y el tubo Venturi.

Presión Diferencial

Placa Orificio; consiste en una placa perforada instalada en la tubería.

Dos tomas conectadas en la parte posterior de la placa, captan la

presión diferencial la cual es proporcional al cuadrado del caudal.

Ti

poAplicación

AGases o líquidos limpios. Pequeños orificios de drenaje o venteo

para eliminar pequeñas cantidades de líquidos o gas

B Líquidos con considerables cantidades de gas

CGases con considerable cantidad de líquido condensado.

Líquidos con arrastre de sólidos

D Líquidos con posible sedimentación de sólidos.Concéntrico Excéntrico Segmentada

• Tomas de Esquina: Los orificios estáticos se perforan uno corrientearriba y otro corriente abajo de la brida haciendo que las aberturasqueden tan cerca como sea posible de la placa orificio.

• Tomas de Radio: Los orificios estáticos se localizan a un diámetro detubería corriente arriba y a ½ diámetro de tubería corriente abajo conrelación a la placa.

• Tomas de Tubería: Los orificios estáticos se localizan a 2½ diámetrosde tubería corriente arriba y a 8 diámetros de tubería corriente abajocon relación a la placa.

• Tomas de Brida: Los orificios estáticos se ubican a 25.4 mm (1 in.)corriente arriba y a 25.4 mm (1 in.) corriente abajo con relación a laplaca.

• Tomas de Vena Contracta: El orifico estático corriente arriba quedaentre ½ y 2 diámetros de tubería desde la placa. La toma corrienteabajo se localiza en la posición de presión mínima.

Presión Diferencial

Presión DiferencialTobera; está situada en la tubería con dos tomas, una anterior y otra en el

centro de la sección más pequeña. La tobera permite caudales 60%

superiores a los de la placa-orificio en las mismas condiciones de servicio.

Tomas de presión

Tubo Venturi; 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 sólo 10 a 20% de la presión diferencial.

Toma anterior

Entrada Salida

Presión Diferencial

Tubo Pitot; mide la diferencia entre la presión total y la presión estática,

o sea, la presión dinámica, la cual es proporcional al cuadrado de la

velocidad.

Presión Total

Presión Estática

Instrumentos de área variable

Rotámetro; son medidores de caudal de área variable en los cuales un

flotador cambia su posición dentro de un tubo, proporcionalmente al

flujo del fluido.

De VelocidadVertederos; se utilizan para medir caudales en canales abiertos y se

encuentran en formas variadas. Estos provocan una diferencia de

alturas del líquido en el canal entre la zona anterior del vertedero y su

punto más bajo.

Vertedero Parshall

De VelocidadCaudalimetro de Turbina; consiste en un rotor que gira al paso del

fluido con una velocidad directamente proporcional al caudal.

Flujo

Señal Eléctrica

Bobina magnética

De VelocidadCaudalimetro Ultrasónico; miden el caudal por diferencia de

velocidades del sonido al propagarse éste en el sentido del flujo y en

el sentido contrario.

De tensión inducidaCaudalimetro magnético; el principio de funcionamiento se basa en la

Ley de inducción electromagnética de Faraday.

EJERCICIOS PROPUESTOS:• 1. Se tiene una tubería de 2 pulgadas y sch 40. ¿Cuál es su diámetro interno (D)?

2. Determine el factor de talla S, para una tubería de 4" sch 40, diámetro del orificio de 2" y tomas de presión en las bridas.3. En una tubería de 4" sch 40 se transporta agua saturada a 80ºF, el sensor de flujo es una placa orificio con diámetro 2", la conexión es en la brida (flange), se usa un transmisor de presión diferencial (DT) con un rango 0 a 100" de agua y un rango de salida de 4 a 20 mA. Para una salida de corriente de 18,4mA. Hallar el caudal Q en G.P.M.4. En una tubería de 6" sch 40, circula gas fuel con una gravedad especifica de 0,88 la presión de línea es 25 Psi, la temperatura de operación es 60ºF, el caudal máximo es 2,10 scf/D (Pie cúbico estándar por día), el diferencial de presión a máxima escala es 20" de agua, el tipo de conexión es en la cámara anular (corner TAP). Hallar el diámetro en pulgadas del orificio del elemento de flujo.5. Un flujo de vapor seco saturado es medido con una tobera a través de tomas en tuberías y un diámetro interno de la tubería de 7.625". La relación es 0.45y el peso especifico del gas es 0.754 lbs/pie3. la presión estática es 335 psi. Calcular el caudal en lbs/hrs a una presión diferencial de 200" de agua.