Flujo De Fluidos

Introducción

En dicho contenido se destaca el desarrollo de cada una de las características y de los tipos de medidas de presión, medidores de caudal, tubo estático, entre otras. Se encuentra también dentro del presente trabajo, todo lo referente a las tuberías y redes de gas.

Además, se desarrollan conceptos esenciales para la comprensión de la materia, cálculos, sistemas, reducciones y distribución de red, entre otros.

Se dice que la presión una fuerza aplicada a una superficie o distribuida sobre ella, mientras que un medido de turbina se defina como el fluido que entra en el medidor y hace girar un rotor a una velocidad que es proporcional a la del fluido, y por tanto al caudal instantáneo.

Medida y Control del Flujo

Medidas de Presión

La presión es una fuerza aplicada a una superficie o distribuida sobre ella. La presión podrá expresarse en muy diversas unidades.

Tales como: Kg. /cm2, psi, cm de columna de agua, pulgadas o cm de Hg, bar y como ha sido denominada en términos internacionales, en Pázcales (Pa), como la medida estándar según la 3ra Conferencia General de la Organización de Metrología Legal.

Dado que el Pascal (Newton/m2), es la unidad estándar, de esto nacen las nuevas meditas mencionadas a continuación: 1 Pa=0,00014 psi 1 Pa=0,0039 pulgadas de agua 1 Pa=0,00029 pulgadas de Hg 1 Pa=0,987x10-5 Atm

1 Pa=0,102x10-4 kg/cm2

1 Pa=0,01 cm de agua

1 Pa=0,0075 mm de Hg

1 Pa=10-5 Bar

Tipos de presión

1. La presión absoluta: se mide con relación al cero absoluto o vacío total.

2. La presión relativa: se mide con respecto a la presión atmosférica, es decir, su valor cero corresponderá al valor de la presión absoluta atmosférica.

3. La presión atmosférica: es la que ejerce la masa de aire de la atmósfera terrestre sobre su superficie.

Orificio Piezométrico y Tubo Estático:

El tubo piezométrico es, como su nombre indica, un tubo en el que, estando conectado por uno de los lados a un recipiente en el cual se encuentra un fluido, el nivel se eleva hasta una altura equivalente a la presión del fluido en el punto de conexión u orificio piezométrico, es decir hasta el nivel de carga del mismo.

La presión se puede expresar, de acuerdo con la ecuación de la hidrostática, como:

Dónde:

 = presión actuante sobre la superficie libre del fluido en el tanque

 ρ = densidad del fluido

 = aceleración de la gravedad

 = profundidad del punto que se está midiendo en el fluido

 δh = Δh = elevación del fluido en el tubo piezométrico, por encima del punto en el cual se está midiendo la presión.

Tubo Estático: Consiste en un tubo sencillo u otro dispositivo similar, de tamaño no muy grande, que suele estar montado, enfrentado al viento relativo, en el borde de ataque o debajo del ala. Esta localización le pone a salvo de turbulencias causadas por el movimiento del avión en el aire. Este dispositivo, tiene un pequeño agujero en la punta para recoger la presión de impacto, que debe permanecer siempre libre de cualquier impureza (insectos, etc..) que lo obstruya. Suele tener un pequeño orificio en la parte de abajo para facilitar su limpieza.

Medidores de Velocidad:

1. Medidores de Turbina: El fluido entra en el medidor y hace girar un rotor a una velocidad que es proporcional a la del fluido, y por tanto al caudal instantáneo. La velocidad de giro del rotor se mide por conexión mecánica (un sensor registra el número de vueltas) o por pulsos electrónicos generados por cada giro. 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.

Se pueden usar dos tipos de convertidores:

 De Reluctancia: la velocidad viene determinada por el paso de las palas individuales de la turbina a través del campo magnético creado por un imán permanente montado en una bobina captadora exterior. el paso de cada pala varia la reluctancia del circuito magnético, así cambia el flujo induciendo en la bobina captadora una corriente alterna que es proporcional al giro de la turbina

 De Tipo Inductivo: lleva incorporado un imán permanente y el campo magnético giratorio que se origina induce una corriente alterna en una bobina captadora exterior.

2. Medidor Electromagnético: Se basan en la Ley de inducción electromagnética de Faraday: “el voltaje inducido en un conductor que se mueve en un campo magnético, es proporcional a la velocidad del conductor, dimensión del conductor, y fuerza del campo magnético” (E=KV D B).

El medidor consta de:

 Tubo de caudal: el propio tubo (de material no magnético) recubierto de material no conductor (para no cortocircuitar el voltaje inducido), bobinas generadoras del campo magnético, electrodos detectores del voltaje inducido en el fluido.

 Transmisor: Alimenta eléctricamente (C.A. o C.C.) a las bobinas. Elimina el ruido del voltaje inducido. Convierte la señal (mV) a la adecuada a los equipos de indicación y control (mA, frecuencia, digitales).

3. Medidor Vortex: La introducción de un cuerpo romo en la corriente de un fluido provoca un fenómeno de la mecánica de fluidos conocido como vórtice o torbellino (efecto de Van Karman). Los vórtices son áreas de movimiento circular con alta velocidad local. La frecuencia de aparición de los vórtices es proporcional a la velocidad del fluido. Los vórtices causan áreas de presión fluctuante que se detectan con sensores. Para poder usar este medidor es necesario que el fluido tenga un valor mínimo del número de Reynolds (Re= ρ v D / μ). Indicado para gases y líquidos limpios. Precisión: 1%

4. Rotámetros: Medidores de área variable en los que un flotador cambia su posición de forma proporcional al caudal. Como indicador visual. Se le puede hacer acoplamiento magnético. Instalación en vertical.

Se Distinguen Dos Tipos:

 Potenciométrico: funciona como un transductor de resistivo, consiste en una varilla que sigue magnéticamente el movimiento del flotador dentro del tubo y mueve el brazo de un potenciómetro. Se obtiene una tensión alta a la salida proporcional a la posición del flotador.

 Puente De Impedancias: un transformador diferencial de núcleo móvil y un convertidor. al variar el caudal, un imán montado en el flotador o en la varilla de extensión del mismo hace girar un mecanismo magnético de posición formado por una enlice de hierro dispuesta en un cilindro de aluminio.

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