INSTRUMENTOS Y/O DISPOSITIVOS PARA MEDIR CAUDALES EN TUBERAS

INTEGRANTES:Angie De Jesus Gutierrez de la Rosa Bayron David Santoya Reales Brian Jesus Pereira Cantillo Oscar De Jesus Pedrozo Cadena

PRESENTADO AL:Ing. Camilo Osorio Garcia

GRUPO:FD

Barranquilla, Jueves 02 de Octubre Del 2014

UNIVERSIDAD DE LA COSTA

Partiendo desde el hecho de que existen diferentes tipos de mtodos que se utilizan para medir caudales estos se dividen de acuerdo a los tipos de flujo, el flujo volumtrico, que representa la variacin de volumen por unidad de tiempo y el flujo msico, que representa la variacin de masa por unidad de tiempo, entonces de esta forma existen medidores Volumtricos y medidores de caudal de masa sin embargo hay que tener en cuenta que ambos mtodos pueden servir para la misma aplicacin debido a que el volumen y la masa son proporcionales entre s.

MEDIDORES VOLUMETRICOS.

Los medidores de caudal volumtrico pueden determinar el caudal de volumen de fluido de dos formas:Directamente(con dispositivos de desplazamiento positivo)Indirectamente(mediante dispositivos de presin diferencial)

INSTRUMENTOS DE PRESIN DIFERENCIALEsta clase de medidores presenta una reduccin de la seccin de paso del fluido, dando lugar a que el fluido aumente su velocidad, lo que origina un aumento de su energa cintica y, por consiguiente, su presin tiende a disminuir en una proporcin equivalente de acuerdo con el principio de la conservacin de la energa, creando una diferencia de presin esttica entre las secciones aguas arriba y aguas abajo del medidor.

1-PLACA ORIFICIOEs la forma ms comn y utilizada para medir presin diferencial en tuberas donde se permita una gran prdida de energa. Consiste en una placa con un orificio que se interpone en la tubera dando como resultado de esta obstruccin una prdida de carga, que es la que se mide por comparacin con una sonda aguas arriba y otra aguas debajo de la instalacin.

Placa de orificio, concntrica, excntrica y segmentada.

La presin diferencial captada es proporcional al cuadrado del caudal (usando los principios de Bernoulli y Venturi para relacionar la velocidad con la presin del fluido).El orificio de la placa puede ser concntrico, excntrico o segmental con un pequeo orificio adicional para la purga de pequeas partculas de arrastres slidos cuando sea necesario. La placa concntrica se utiliza para lquidos, la excntrica para los gases donde los cambios de presin implican condensacin, y la segmentada para caudales de fluido que contengan una cantidad pequea de slidos y gases. Tienen tal dimetro que no causan error y sus parmetros de diseo son el dimetro, la temperatura del fluido y el ambiente.

VENTAJAS Costo independiente del tamao de la tubera Salida repetible, aunque la placa tenga un daoDESVENTAJAS Alta perdida de presin (40-80%) Mantenimiento constante por incrustaciones en la placa y en las tomas de presin

2-TOBERASe le da el nombre de tobera a un elemento primario de medicin de flujo, colocado en el punto de medicin con el objetivo de crear una reduccin de presin diferencial, este instrumento se puede describir como una transicin entre la placa orificio y Venturi. Est situada en la tubera con dos tomas, una anterior y la otra en el centro de la seccin ms pequea. Su capacidad es mayor que la de una placa orificio, de manera que puede manejarse un rgimen mucho mayor (hasta 60%) con la misma relacin de dimetros y con el mismo diferencial.

VENTAJAS Menor perdida de carga que una placa orificio (la perdida de la tobera es de 30 a 80%) Resistentes a la abrasin y pueden usarse con fluidos sucios y en suspensin Precisin del orden de 0.95 a 1.5%DESVENTAJAS Costo de 8 a 16 veces ms que una placa orificio

3-TUBO VENTURIEs un tipo de boquilla especial, seguida de un cono que se ensancha gradualmente, accesorio que evita en gran parte la prdida de energa cintica debido al rozamiento. Es por principio un medidor de rea constante y de cada de presin variable.Permite la medicin de caudales mayores con una baja prdida de carga y se usa donde es importante la recuperacin de presin, puesto que esta recuperacin del cuello Venturi es mucho ms elevada que para otros elementos primarios, especialmente en comparacin con los de placas de orificio.

VENTAJAS Permite la medicin de caudales 60% superiores a los de la placa orificio en las mismas condiciones de servicio y con una prdida de carga de slo 10 a 20% de la presin diferencial. Posee una gran precisin Resistentes a la abrasin y pueden usarse con fluidos sucios y en suspensin.DESVENTAJAS Ms grandes, caros y pesados que las placas orificios

4-INSTRUMENTO DE REA VARIABLE: ROTMETROLos rotmetros son medidores de caudal de rea variable de los cuales un flotador cambia su posicin dentro de un tubo, proporcionalmente al flujo del fluido. Los flotadores pueden tener varios perfiles de construccin: Esfrico, cilndrico de borde plano, cilndrico de borde saliente, etc. Los rotmetros son ideales para medidas de pequeo caudal approx. 3.5 m3/min.

VENTAJAS Se emplean en lugares que requieran indicacin local Bajo costo y prdida de presin constante Gases o lquidos (incluso viscosos)DESVENTAJAS Transmisores limitados Presiones bajas Instalacin vertical

5-TRANSDUCTORES ULTRASNICOSMiden el caudal por diferencia de velocidades del sonido al propagarse ste en el sentido del flujo del fluido y en el sentido contrario. Los sensores estn situados en una tubera de la que se conocen el rea y el perfil de velocidades. Otras tcnicas son la desviacin del haz emitido por el transmisor perpendicularmente a la tubera (fluidos limpios), y el efecto Doppler que mide el corrimiento de frecuencia que experimenta la seal (fluidos con slidos). Son sensibles a los cambios de densidad del lquido y son afectados por burbujas de aire o gas.

VENTAJAS Muy buena precisin Ideal para lquidos muy corrosivosDESVENTAJAS Requiere fluidos limpios

6-MEDIDORES DE TURBINAConsiste de un juego de paletas o aspas acopladas a un eje, las cuales girancuando pasa un fluido a travs de ellas. La velocidad a la cual giran estas aspas es proporcional a la velocidad del flujo, y si tenemos la velocidad y el rea del conducto se puede determinar el caudal. Las turbinas deben instalarse de tal modo que no se vace cuando cesa el caudal ya que el choque del agua a alta velocidad contra el medidor vaco lo daara seriamente.

VENTAJAS Fcil instalacin y salida lineal con el flujo Adecuado para medicin de fluidos de lquidos limpios o filtrados Buena rangeabilidad (10:1) Precisin elevada, del orden de 0.3% Adecuado para presiones ilimitadas y temperaturas extremasDESVENTAJAS til slo para lquidos de baja viscosidad Requieren equipo secundario de lectura

7-INSTRUMENTOS DE FUERZAConsiste un una placa instalada directamente en el centro de la tubera y sometida al empuje del fluido. Donde la fuerza originada es proporcional a la energa cintica del fluido y depende del rea anular entre las paredes de la tubera y la placa. La placa est conectada a un transmisor neumtico o bien a un transductor elctrico de galgas extensomtricas. El caudal es proporcional a la raz cuadrada de la fuerza de imparto del fluido sobre la placa. Permite medir caudales pequeos y grandes, con una precisin del 1%.

8- MEDIDOR MAGNTICO La ley de Faraday establece que la tensin inducida a travs de cualquier conductor, al moverse ste perpendicularmente a travs de un campo magntico, es proporcional a la velocidad del conductor. En el medidor de caudal el conductor es el lquido y la seal generada es captada por dos electrodos rasantes con la superficie interior del tubo y diametral mente opuestos. La nica zona del lquido en movimiento que contribuye a la f.e.m. es la que une en lnea recta a los dos electrodos. Son instrumentos adecuados para medir fluidos corrosivos conductivos.

9- MEDIDOR OVAL Disponen de dos ruedas ovales que engranan entre s y tienen un movimiento de giro debido a la presin diferencial creada por el lquido. La accin del lquido va actuando alternativamente sobre cada una de las ruedas dando lugar a un giro suave de un par casi constante.

10- MEDIDOR BIRROTOR Consiste en dos rotores sin contacto mecnico entre s que giran como nicos elementos mviles en la cmara de medida. Son instrumentos reversibles, admiten elevaciones de velocidades espordicas sin daar el instrumento. Se usan en la medicin de productos del petrleo. Su precisin es del 0.2% con una prdida de carga de 1 a 5 psi.

MEDIDORES DE CAUDAL MASA

La determinacin del caudal masa puede efectuarse a partir de una medida volumtrica, compensndola para las variaciones de densidad del fluido, o bien, determinar directamente el caudal masa aprovechando caractersticas medibles de la masa del fluido. En las ocasiones en que interesa aprovechar caractersticas medibles de la masa, existen tres sistemas bsicos: los instrumentos trmicos y los de Coriolis.

11-MEDIDOR TRMICO DE CAUDAL

Se basan en dos principios fsicos: 1) la elevacin de temperatura del fluido en su paso por un cuerpo caliente y 2) la prdida de calor experimentada por un cuerpo caliente inmerso en el fluido. El medidor consta de una fuente de calor constante y a puntos equidistantes se encuentran dos sondas para medir temperatura. Cuando el fluido est en reposo, la temperatura es idntica en las dos sondas. Cuando el fluido circula, transporta una cantidad de calor hacia el segundo sensor y se presenta una diferencia de temperatura que va en aumento proporcionalmente entre las dos sondas a medida que aumenta el caudal.

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Ce es el calor especfico m es la masa t2-t1 es la diferencia de temperatura 12-MEDIDOR DE CORIOLISLa medicin de caudal por el efecto Coriolis, tambin conocido como medicin directa o dinmica, da una seal directamente proporcional al caudal msico, esta medicin directa de la masa de flujo evita la necesidad de utilizar clculos complejos y como estndar fundamental de medicin, la masa no deriva sus unidades de otra fuente ni se ve afectada por variaciones de temperatura o presin; tal constancia hace a la masa, la propiedad ideal para medir. Se basa en que la aceleracin absoluta de un mvil es la resultante de la aceleracin relativa, la de arrastre y la de Coriolis. Tres bobinas electromagnticas forman el sensor, la bobina impulsora hace vibrar los dos tubos, sometindolos a un movimiento oscilatorio de rotacin alrededor del eje (figura 15).

VENTAJAS No se ve afectado por cambios de temperatura o presin. Requiere de mnimo mantenimiento. Permite la medicin de flujo en forma bidireccional. Es de fcil calibracin en el campo. El error real es de menos del 0.2% de la tasa de flujoDESVENTAJAS Constituye el sistema de medicin de flujo de mayor costo.

BIBLIOGRAFIA

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/medidoresdeqentuberias/medidoresdeqentuberias.html

http://www.ilustrados.com/tema/3322/Dispositivos-para-medir-caudal-velocidad-fluidos.html

http://tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/Medidores.htm

http://www.quiminet.com/articulos/los-medidores-de-caudal-volumetrico-16230.htm

http://proton.ucting.udg.mx/dpto/maestros/mateos/clase/Modulo_05/detectores/orificio/

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/latoberacomomedidordeq/toberacomomedidordecaudal.html

ANEXOS

Video Explicativo de los Diferentes mtodos que existen para hallar el Caudal en una tubera.

https://www.youtube.com/watch?v=mNCQm9P86FM