Medidor Tipo Burbujeo

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGÍA

INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

Tubo Pitot y Tubo Annubar

1 TABLA DE CONTENIDO

2 Introducción 3

2.1 Caudal 3

2.2 Medidores de presión diferencial (Elementos deprimógenos) 3

3 TUBO PITOT 4

3.1 PRINCIPIO DE OPERACIÓN 4

3.2 COMPONENTES DEL TUBO 4

3.3 MODELO MATEMATICO 5

3.4 Aplicaciones 6

3.5 Costos 6

3.6 Ventajas y desventajas 7

4 Tubo Annubar 8

4.1 Principio de Operación 8

4.2 Componentes 9

4.3 Aplicaciones 9

4.4 Costos 9

5 Conclusiones 9

6 Bibliografía 10

6.1 Páginas consultadas 10

2 INTRODUCCIÓN

2.1 CAUDAL

El caudal es una indicación de que tanto fluido en peso o volumen se está moviendo, o sea es que tanta cantidad de fluido está pasando por un determinado punto dentro de un período específico de tiempo. Para realizar esta medición se utilizan los medidores de caudal.

2.2 MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL (ELEMENTOS DEPRIMÓGENOS)

Deprimógeno: Se denomina así al elemento primario cuya instalación produce una diferencia de presiones (pérdida de carga), que se vincula con el caudal que circula, en una relación determinable.

Se estima que actualmente, al menos un 75% de los medidores industriales en uso son dispositivos de presión diferencial, siendo el más popular la placa de orificio. (Mott Robert L., 2006)

Se sabe que cualquier restricción de fluido produce una caída de presión después de esta, lo cual crea una diferencia de presión antes y después de la restricción. Esta diferencia de presión tiene relación con la velocidad del fluido y se puede determinar aplicando el Teorema de Bernoulli, y si se sabe la velocidad del fluido y el área por donde está pasando se puede determinar el caudal.

La ecuación de Bernoulli es una de la más útiles y famosas en la mecánica de fluidos y su principio físico es utilizado para medir el caudal.

El teorema de Bernoulli establece que la energía mecánica de un fluido, medida por energía potencial gravitacional, la cinética y la de la presión es constante.

Principales medidores:

 TUBO VENTURI

 PLACA ORIFICIO

 TUBO DE PITOT

 TUBO ANNUBAR

3 TUBO PITOT

Ideado por Henri Pitot

El tubo de pitot es un medidor de velocidad de manera indirecta, pero cabe decir que a pesar de esto, es precisa.

Este tubo mide una presión llamada de estancamiento o de presión total, la cuál se compone de dos partes: presion estatica y presion dinamica; esta presion dinamica se encuentra relacionada con la carga de velocidad, mediante la ecuación de Bernoulli

3.1 PRINCIPIO DE OPERACIÓN

El tubo de Pitot se utiliza para establecer la velocidad del flujo a través de la medición de la presión (que es igual a la suma de la presión estática y la presión dinámica). La presión estática es la presión de un fluido medida en un punto. La presión total se mide en el extremo ocluido. El valor de la presión dinámica que depende de la velocidad del flujo y su densidad.

En su extremo inferior, el tubo Pitot cuenta con dos pequeños orificios en forma de gancho que están orientados a 180 grados uno del otro, los cuales se colocan uno a favor del flujo y el otro en contra de él.

Estos pequeños orificios cumplen la función de medir por un lado la carga de velocidad sumada a la carga de presión y por otro solamente la carga de presión del flujo en el tubo respectivamente.

Después el tubo Pitot está conectado en su parte superior a un manómetro diferencial, el cual nos arroja directamente la lectura de la carga de velocidad.

Dentro del manómetro diferencial se introduce un líquido manométrico que ayuda a visualizar las lecturas correspondientes; también el manómetro se puede conectar a un registrador de lecturas continua o a un data logger, como se verá después

3.2 COMPONENTES DEL TUBO

 Cruceta de válvulas: Pieza metálica fundida acoplada a la varilla del Pitot, cuenta con dos salidas para la instalación de las mangueras y válvulas para la purga de aire.

 Válvulas de purga de aire: Utilizadas para purgar el aire del tubo Pitot

 Válvulas de conexión para las mangueras: Su función es aislar hidráulicamente el tubo Pitot de las mangueras

 Guía de medición: Es una pieza movible a lo largo de la varilla, con la función de indicar la posición de las tomas de presión diferencial en el interior de la tubería

 Dispositivo fijador de la varilla (Anillo fijador): Dispositivo usado para fijar la varilla del tubo Pitot en una determinada posición, no permitiendo que ella se mueva en la dirección vertical

 Soporte de la escala graduada para traversa: Pieza destinada a fijar la regla graduada que se utiliza para levantar el perfil de velocidades

 Orificios de toma de presión diferencial: Son orificios localizados en el extremo inferior del tubo Pitot Simplex, cuya función es generar el diferencial de presión

 Tapón protector de orificios: Pieza acoplada al extremo de la varilla, destinada a proteger los orificios calibrados

 Varilla: Perfil externo de formato aerodinámico, que recubre a los tubos transmisores de presión diferencial

 Tuerca de conexión o tuerca hexagonal: Es la pieza que permite acoplar el tubo Pitot a la válvula de inserción.

En la ilustración 1, se presenta un esquema a detalle de las partes superior e inferior del tubo pitot.

3.3 MODELO MATEMATICO

El tubo Pitot es un instrumento destinado a la medición del caudal a través de la cuantificación de la velocidad del flujo utilizando la ecuación de continuidad que se muestra a continuación;

Q = A * V Donde:

Q= es el gasto del flujo

A= es el área transversal

V= es la velocidad del flujo

Después el tubo Pitot está conectado en su parte superior a un manómetro diferencial, el cual nos arroja directamente la lectura de la carga de velocidad,

hv = V2 /2g Donde:

Hv= Carga de velocidad

V= Velocidad del fluido

G= Constante de gravedad

La ecuación de Bernoulli nos muestra:

Donde la presión de oclusión (pt) es igual a la suma de presión estática (ps) más la presión dinámica, segundo término de la ecuación donde nu es igual al coeficiente de viscosidad y V a la velocidad del fluído.

El tubo de Pitot se utiliza para medir presión total o

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