Previo Medidores De Flujo.docx

Un flujometro es un instrumento que se usa para medir el caudal lineal, no lineal, de masa o volumétrico de un líquido o gas. Existen diferentes tipos de ellos, pueden considerarse los siguientes Medidores de flujo de Desplazamiento Positivo son la única tecnología de medición de flujo para medir directamente el volumen de fluido que pasa a través de un medidor de flujo. Se consigue esto atrapando cantidades de fluido entre componentes rotativos encapsulados dentro de un compartimento de alta precisión. Esto se puede comparar con rellenar repetidamente un vaso con fluido y echar el contenido en la dirección del flujo mientras se cuenta el número de veces que se rellena el vaso. La velocidad rotativa del rotor es directamente proporcional a la tasa de flujo, pues el caudal de fluido es la causa de la rotación. Este tipo de medidores ofrecen ventajas y estas son alto nivel de precisión, capacidad de procesar una gran variedad de viscosidades de fluido, bajo mantenimiento y altas capacidades de presión. Un medidor de flujo magnético es un medidor de flujo volumétrico que no tiene piezas móviles y es ideal para aplicaciones de aguas residuales o cualquier líquido sucio que sea conductor o a base de agua. Los medidores de flujo magnéticos en general no funcionan con hidrocarburos, agua destilada y muchas soluciones no acuosas. Los medidores de flujo magnéticos también son ideales para aplicaciones en las que se requiere una baja caída de presión y bajo mantenimiento. El funcionamiento de un medidor de flujo magnético se basa en la ley de Faraday, que establece que el voltaje inducido en cualquier conductor mientras se mueve en ángulos rectos a través de un campo magnético es proporcional a la velocidad de ese conductor. Los medidores de flujo tipo turbina utilizan la energía mecánica del líquido para hacer girar un rotor en el caudal de flujo. La velocidad de rotación del rotor es directamente proporcional a la velocidad del fluido que se desplaza a través del medidor. Estos medidores se utilizan en múltiples industrias para medir de manera confiable la velocidad de una variedad de líquidos, gases y vapores. El principio básico en los que se basan los medidores de flujo de carga variable es que cuando una corriente de fluido se restringe, su presión disminuye por una cantidad que depende de la velocidad de flujo a través de la restricción, por lo tanto la diferencia de presión entre los puntos antes y después de la restricción puede utilizarse para indicar la velocidad del flujo. Los tipos más comunes de medidores de cabeza variable son el tubo venturi, la placa orificio y el tubo de flujo. Los medidores de flujo de área variable miden el flujo volumétrico de líquidos y gases. Esta tecnología se basa en el principio de área variable, en el cual el flujo sube un flotador en un tubo, y así se aumenta el área de paso del fluido a través del medidor.

2-.Explique los principios en que se basan los medidores de placa de orificio y Venturi -Placa de orificio La placa orificio se utiliza como medidores de flujo a partir del principio de presión diferencial. Para determinar el caudal en la placa orificio se deben las características y dimensiones de la tubería, dimensiones del orificio y la densidad del fluido que transitara por ella. Y se deben combinar las ecuaciones hidráulicas que son la ecuación de la conservación de la energía (o Ecuación de Bernoulli) y la ecuación de continuidad, de la que obtenemos.

El Tubo De Venturi Es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por él un fluido. En esencia, éste 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 de presión y calcular el caudal instantáneo, o bien, uniéndola a un depósito carburante, se puede introducir este combustible en la corriente principal.

La ley de conservación de la masa establece que en un flujo estacionario toda la masa que entra por un lado de un recinto debe salir por otro, lo que implica que la velocidad debe ser mayor en la parte más estrecha del tubo.

Por otro lado, la ley de Bernouilli establece que para dos puntos situados en la misma línea de corriente se cumple.

Si los dos puntos se encuentran a la misma altura la presión hidrostática es la misma para ambos, por lo que:

Reordenando términos:

Sustituimos la ecuación de conservación de la masa:

Análogamente:

y el flujo volumétrico es:

Si la diferencia de presiones se mide a partir de la diferencia de altura en dos manómetros, esto queda

3. Deduzca la ecuación general de los medidores de flujo La ecuación de la energía y la ecuación de continuidad pueden utilizarse para derivar la relación a través de la cual podemos calcular la velocidad del flujo. Utilizando las secciones 1 y 2 en la formula 2 como puntos de referencia, podemos escribir las siguientes ecuaciones:

Q = A1v1 = A2v2

(2)

Estas ecuaciones son válidas solamente para fluidos incomprensibles, en el caso de los líquidos. Para el flujo de gases, debemos dar especial atención con la presión. La reducción algebraica dea la variación del peso específico las ecuaciones 1 y 2 es como sigue:

Se pueden llevar a cabo dos simplificaciones en este momento. Primero, la diferencia de elevación (z1-z2) es muy pequeña, aun cuando el medidor se encuentre instalado en forma vertical. Por lo tanto, se desprecia este término. Segundo, el termino hl es la perdida de la energía del fluido conforme este corre de la sección 1 a la sección 2. El valor hl debe determinarse en forma experimental. Pero es más conveniente modificar la ecuación (3) eliminando h1 e introduciendo un coeficiente de descarga C:

La ecuación (4) puede utilizarse para calcular la velocidad de flujo en la garganta del medidor. Sin embargo, usualmente se desea calcular la velocidad de flujo del volumen. Puesto que, tenemos:

El valor del coeficiente C depende del número de Reynolds del flujo y de la geometría real del medidor. La siguiente figura muestra una curva típica de C Vs número de Reynolds en la tubería principal.

La referencia 3 recomienda que C = 0.984 para un Tubo Vénturi fabricado o fundido con las siguientes condiciones:

La referencia 3, 5 y 9 proporcionan información extensa sobre la selección adecuada y la aplicación de los Tubos de Venturi. La ecuación (14-5) se utiliza para la boquilla de flujo y para el orificio, así como también para el Tubo de Venturi. http://depa.fquim.unam.mx/IQ/iq/practica4n.htm 4-Explique que es vena contracta Vena contracta es el punto en una corriente de fluido donde el diámetro de la corriente es menor, y la velocidad del fluido es máxima, como en el caso de una corriente que sale de una boquilla , ( orificio ). ( Evangelista Torricelli , 1643). Es un lugar donde el área de la sección transversal es mínima. La máxima contracción tiene lugar en una sección ligeramente corriente abajo del orificio, donde el chorro es más o menos horizontal. El efecto también se observa en el flujo desde un tanque hacia una tubería, o una contracción repentina en el diámetro de la tubería. Las líneas de flujo convergerán justo después del cambio de diámetro, y una región de flujo separado ocurre desde la esquina aguda del cambio de diámetro y se extiende más allá de la vena contracta.

5-Explique que es el coeficiente de la placa de orificio y del venturi

El coeficiente de descarga es un factor adimensional característico de la válvula, que permite calcular el caudal (Q) con el que desembalsa una válvula en función del nivel del fluido en el embalse o reserva (Δh).

A diferencia del coeficiente de caudal, el coeficiente de descarga es adimensional y practicamente de valor constante para cualquier diámetro de un mismo modelo. Los fabricantes suelen facilitar el coeficiente de descarga de la válvula en posición totalmente abierta, es decir máxima descarga.

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La pérdida de carga en una tubería o canal es la pérdida de presión que se produce en un fluido debido a la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes de la tubería que las conduce. Las pérdidas pueden ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o accidentales o localizadas, debido a circunstancias particulares, como un estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia de una válvula, etc.

Co: Coeficiente de orificio o coeficiente de descarga para el caudal. Este coeficiente varía entre 0.6 y 0.62 para orificios concéntricos de bordes afilados y si el Número de Reynolds es mayor de 20 000 y si la toma posterior está en la vena contracta. D0: Diámetro de orificio. D2: Diámetro de la tubería.

Usualmente el diámetro del orificio está entre 50 y 76% del diámetro de la tubería. La toma corriente arriba debe quedar a una distancia correspondiente a un diámetro de la tubería de la cara del orificio y la de corriente abajo a una distancia de 0.5 del mismo diámetro, D2. En los medidores instalados la manera más simple de obtener la caída de presión consiste en el empleo de un manómetro diferencial en “U”. La pérdida de carga o pérdidas permanentes por fricción se obtienen por:

...(7) Para gases la ecuación debe modificarse mediante un factor empírico que, para el caso de comportamiento ideal es:

....(8) Siendo K la relación de las capacidades caloríficas a presión y volumen constantes.

....(9) Por lo tanto:

....(10) Las ecuaciones anteriores se aplican cuando las tomas de presión están situadas en las bridas, 1 diámetro de la tubería antes de la placa y 0.5 diámetro después, si la toma posterior está situada después de la vena contracta se utiliza un factor K que es función de la relación  para Reynolds mayores de 20 000.

Donde:

....(11)