Calorimetro Densimetro Caudalimetro

CAUDALIMETRO

INTRODUCCIÓN

La medición del flujo de líquidos es una necesidad crítica en muchas plantas industriales. En algunas operaciones, la capacidad de realizar mediciones precisas de flujo es tan importante que puede hacer la diferencia entre obtener un beneficio o tomar una pérdida. En otros casos, las mediciones inexactas de flujo o por no tomar medidas pueden provocar graves (o incluso desastrosos) resultados.

Con la mayoría de los instrumentos de medición de flujo de líquido, el caudal se determina midiendo inferencialmente la velocidad del líquido o el cambio de energía cinética. La velocidad depende de la diferencia de presión que está forzando el líquido a través de una tubería o conducto. Debido a que el tubo de área de sección transversal es conocido y se mantiene constante, la velocidad media es una indicación de la velocidad de flujo. La relación básica para determinar la tasa de flujo del líquido en tales casos es:

Q = V * A

Donde:

Q = caudal de líquido a través de la tubería

V = velocidad media del flujo

A = área de sección transversal de la tubería

Otros factores que afectan a la tasa de flujo de líquido incluyen la viscosidad del líquido y la densidad, y la fricción del líquido en contacto con el tubo.

Las mediciones directas de las corrientes líquidas se pueden hacer con caudalímetros de desplazamiento positivo. Estas unidades se dividen el líquido en incrementos específicos y moverse en él. El flujo total es una acumulación de los incrementos medidos, que pueden ser contados por técnicas mecánicas o electrónicas.

Tipos de caudalímetros

Medidores de presión diferencial

El uso de presión diferencial como una medición inferida de la tasa de un líquido de flujo es bien conocido. Los caudalímetros de presión diferencial son, de lejos, las unidades más comunes en uso hoy en día. Se estima que más del 50 por ciento de todas las aplicaciones de medición de flujo de líquidos utilizar este tipo de unidad.

El principio básico de funcionamiento de los caudalímetros de presión diferencial está basado en la premisa de que la caída de presión a través del medidor es proporcional al cuadrado de la velocidad de flujo. El caudal se obtiene mediante la medición de la presión diferencial y la extracción de la raíz cuadrada.

Los caudalímetros de presión diferencial, al igual que la mayoría de los medidores de flujo, tiene un elemento primario y secundario. El elemento primario provoca un cambio en energía cinética, que crea la presión diferencial en el tubo. La unidad debe estar correctamente adaptada a la dimensión de la tubería, las condiciones de flujo, y las propiedades del líquido. Y, la precisión de la medición del elemento debe ser bueno en una gama razonable. El elemento secundario mide la presión diferencial y proporciona la señal o de lectura-que se convierte en el valor del flujo real.

Los orificios (placas de orificio)

Son los medidores de flujo de líquido más populares en la actualidad. Un orificio es simplemente una pieza plana de metal con un agujero de tamaño específico en ella. La mayoría de los orificios son del tipo concéntrico, pero los diseños excéntrico, cónicos (cuadrante), y segmentaria están también disponibles.

En la práctica, la placa de orificios está instalada en la tubería entre dos bridas. Actuando como el dispositivo principal, el orificio constriñe el flujo de líquido para producir una presión diferencial a través de la placa. Las tomas de presión en ambos lados de la placa se utilizan para detectar la diferencia. Las principales ventajas de los orificios son que no tienen partes móviles y su coste no aumenta significativamente con el tamaño de la tubería.

Tubos Venturi

Poseen la ventaja de ser capaz de manejar grandes volúmenes de flujo a bajas caídas de presión. Un tubo venturi es esencialmente una sección de tubería con una entrada cónica y una garganta recta. Como líquido pasa a través de la garganta, aumenta su velocidad, causando un diferencial de presión entre la entrada y salida de las regiones. Los medidores de flujo no tienen partes móviles. Se pueden instalar en tuberías de gran diámetro utilizando accesorios brida, soldada o roscada de extremo.

Tubos de flujo

En cierto modo similar a los tubos venturi, excepto que no tienen el cono de entrada. Tienen una garganta cónica, pero la salida es alargada y suave. La distancia entre la cara frontal y la punta es aproximadamente la mitad del diámetro del tubo. Las tomas de presión aguas abajo se encuentra a una media de diámetro de tubería y un diámetro de la tubería de aguas arriba.

Las boquillas de flujo, a altas velocidades, puede manejar el flujo de aproximadamente 60 por ciento mayor líquido que las placas de orificios que tienen la misma caída de presión. Los líquidos con sólidos en suspensión también puede ser dosificado. Sin embargo, el uso de las unidades no se recomienda para líquidos altamente viscosos o aquellos que contienen cantidades grandes de sólidos pegajosos.

Tubos de Pitot

Pueden sentir dos presiones al mismo tiempo, el impacto y estática. La unidad de impacto consta de un tubo con un extremo doblado en ángulo recto hacia la dirección del flujo. El tubo final estática es cerrado, pero una pequeña ranura se encuentra en el lado de la unidad. Los tubos se pueden montar por separado en un tubo o combinados en una sola cubierta.

Medidores de velocidad

Estos instrumentos funcionan linealmente con respecto a la tasa de flujo volumétrico. Debido a que no existe una relación de raíz cuadrada (como con los dispositivos de presión diferencial), su rangeabilidad es mayor. Metros de velocidad tienen una sensibilidad mínima a los cambios de viscosidad cuando se utiliza a números de Reynolds por encima de 10.000. La mayoría de las cajas de velocidad-tipo de medidores están equipados con bridas o accesorios que les permitan estar conectados directamente a las tuberías.

Contadores de turbina han encontrado un uso extendido de las aplicaciones de medición precisas de líquidos. La unidad consta de un rotor de múltiples palas montadas con un tubo, perpendicular al flujo del líquido. El rotor gira como el líquido pasa a través de las cuchillas. La velocidad de rotación es una función directa de la velocidad de flujo y puede ser detectada por magnético de recogida, célula fotoeléctrica, o engranajes. Los impulsos eléctricos se pueden contar y totalizar, fig. 5.

El número de impulsos eléctricos contados por un período de tiempo dado es directamente proporcional al volumen de flujo. Un tacómetro puede ser añadido para medir la velocidad de rotación de la turbina y para determinar el caudal de líquido. Contadores de turbina, cuando estén especificados e instalados, tienen una buena precisión, sobre todo con líquidos de baja viscosidad.

Una preocupación importante con los medidores de turbina se desgaste de los cojinetes. Un "sin cojinetes" diseño ha sido desarrollado para evitar este problema. Líquido de entrar en el metro viaja a través de las paletas en espiral de un estator que imparte rotación a la corriente líquida. La corriente actúa sobre una esfera, haciendo que orbitar en el espacio entre el estator primero y un estator de manera similar en espiral segundos. El movimiento orbital de la esfera se detecta electrónicamente. La frecuencia de la salida de impulsos resultante es proporcional al caudal.

Los medidores de vórtice hacer uso de un fenómeno natural que ocurre cuando un líquido fluye alrededor de un objeto de farol. Los remolinos o vórtices se desprenden alternativamente, aguas abajo del objeto. La frecuencia de la formación de remolinos es directamente proporcional a la velocidad del líquido que fluye a través del medidor,

Metros electromagnéticos puede manejar la mayoría de los líquidos y lodos, siempre que el material que está siendo medido es eléctricamente conductor. Los componentes principales son el tubo de flujo (elemento principal), la figura. 8. El tubo de flujo se monta directamente en la tubería. La caída de presión a través del medidor es el mismo que es a través de una longitud equivalente de tubo, porque no hay partes móviles u obstrucciones del flujo. El voltímetro puede estar unido directamente al tubo de flujo o se puede montar de forma remota y conectada a ella por un cable apantallado.

Los caudalímetros electromagnéticos operan en la ley de Faraday de la inducción electromagnética que establece que un voltaje se induce cuando un conductor se mueve a través de un campo magnético. El líquido sirve como el conductor, el campo magnético es creado por las bobinas energizadas fuera del tubo de flujo, la figura. 9. La cantidad de voltaje producido es directamente proporcional a la velocidad de flujo. Dos electrodos montados en la pared del tubo detectar el voltaje, que se mide por el elemento secundario.

Los caudalímetros electromagnéticos tienen ventajas importantes: Se puede medir líquidos difíciles y corrosivos y lodos, y se puede medir hacia adelante, así como el flujo inverso, con la misma exactitud. Las desventajas de los diseños anteriores eran alto consumo de energía, y la necesidad de obtener un tubo completamente lleno y no hay flujo de establecer inicialmente el medidor a cero. Las recientes mejoras han eliminado estos problemas. Tipo de pulso-técnicas de excitación han reducido el consumo de energía, porque la excitación se produce sólo la mitad del tiempo en

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