Medidores de flujo volumétrico

UTA-FISEI-IIP-MP-UP-06-05

NOMBRE: Alexis Gualpa

FECHA: 13/01/2020

S.P        C.B         E         N._03 -II[pic 1][pic 2][pic 3]

TEMA: Mediciones de caudal

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Medidores de flujo volumétrico

Tipo de medidor

Principio físico

Transducción primaria

Transducción secundaria

Aplicación industrial

Desventajas

Placa orificio

Ecuación de Bernoulli

[pic 4]

La ecuación de Bernoulli, se puede considerar como una apropiada declaración del principio de la conservación de la energía, para el flujo de fluidos [1].

Una restricción en el tubo, produce un aumento en la velocidad del fluido, con la consecuente caída de presión. Siendo así, variación de velocidad en variación de presión.

Transforma las variaciones de presión en variaciones de voltaje.

Refinerías

Industria petroquímica

Envasado de agua

El coeficiente de descarga puede cambiar con el tiempo debido al desgaste y la acumulación de suciedad.

Se puede obstruir y reducir el diámetro del orificio.

La exactitud está entre el 1 % y el 2 %

Tobera

Variaciones de velocidad en variaciones de flujo.

Variaciones de presión en variaciones de velocidad en la sección achatada en el tubo.

Industria alimenticia

Industria de leche

Es más costosa que la P.O. (8 a 16 veces más)

Tubo Venturi

Produce una pérdida de presión al pasar por él un fluido, variando en la proximidad de la sección estrecha, constituido de bridas y tuberías con un cono de entrada convergente y un cono de salida divergente los cuales guían el flujo.

Variaciones de velocidad del fluido en variaciones de voltaje.

Industria química y petroquímica

Central hidroeléctrica

Tratamiento y distribución del agua

Es mucho más costosa que la P.O. (20 veces más que la placa orificio)

Tubo Pitot

Variaciones de velocidad del fluido en variaciones de desplazamiento.

Variaciones de presión en variaciones de corriente eléctrica.

Para fluido simples, gases y otros

La exactitud es baja del orden del 1,5 a 4 %.

Se utiliza en mediciones de grandes caudales de fluidos limpios con una baja perdida de carga [2].

Rotámetros

Está basado en el principio de la Conservación de la energía, creando una diferencia de presión estática entre las secciones de aguas arriba y aguas abajo del medidor.

Mantener su presión diferencial constante en ambos lados de la obstrucción permitiendo aumentar el área eficaz de flujo.

Se basa en el principio de área variable: El flujo de fluido eleva el flotador en un tubo ahusado, lo que aumenta el área para el paso del fluido. Cuanto mayor es el flujo, más alto se eleva el flotador

Control del rendimiento de Bombas, Dosificación Volumétrica Continua. Medición del consumo de combustible en calderas.

Son sensibles a los cambios de viscosidad del fluido. El tubo de virio es poco resistente. Para rotámetros de más de 4" el costo es elevado [3].

Turbina

La frecuencia de los pulsos que se generan al rotar es proporcional a la velocidad de rotación de la turbina y por tanto al caudal volumétrico.

De variaciones de flujo a variaciones de velocidad angular.

Variaciones de velocidad angular a variaciones de voltaje.

Los caudalímetros tipo turbina son los más utilizados en la industria de proceso especialmente alimenticia

La turbina está limitada por la viscosidad del fluido.

Se debe utilizar con fluidos limpios y filtrados [4].

Ultrasónico

Efecto Doppler (fenómeno físico donde un aparente cambio de frecuencia de onda es presentado por una fuente de sonido con respecto a su observador cuando esa misma fuente se encuentra en movimiento).

Las ondas de sonido que llegan al transductor receptor tienen una frecuencia alterada debido al líquido en movimiento.

Variaciones de flujo a variaciones de frecuencia.

Permiten medir gases, vapor y líquidos por lo que es usado en industrias ligeras, automotrices, químicas y alimenticias.

Los resultados de la medición son altamente dependientes del perfil de velocidades del flujo.

El método de medición por efecto Doppler sirve sólo para algunos tipos de aplicaciones [5].

Magnético

Ley de Faraday (cuando un conductor se mueve a través de un campo magnético, se produce un voltaje inducido, cuya magnitud es directamente proporcional a la velocidad del conductor, a la longitud de este y al campo magnético.)

Variaciones de flujo a variaciones de campo magnético.

Variaciones de flujo a variaciones de voltaje.

Usado en Industrias Farmacéuticas y Alimenticias.

Usado en Minería y construcción de túneles debido a la resistencia a condiciones extremas

El fluido debe ser necesariamente conductor [6].

Rueda oval

Miden el caudal en volumen contando o integrando volúmenes separados de líquido, El volumen total de fluido que pasa a través del medidor en un período de tiempo dado, es el producto del volumen de la muestra por el número de muestras

Atrapa cantidades de fluido entre componentes rotativos encapsulados dentro de un compartimento de alta precisión.

Los componentes rotativos contienen imanes que activan varias opciones de sensor localizadas afuera del compartimento de fluido.

Usados en los medidores de agua para los hogares, además de industrias alimenticias, no son muy usadas porque necesitan mantenimiento continuo.

Su precio suele ser elevado y ocupan grandes tamaños.

Alta pérdida de carga.

No apto para fluidos abrasivos o sucios.

Existen fugas de fluido entre las piezas del mecanismo [7].

Medidor de frecuencia

Se basa en el principio de medición de los vórtices de karma generados en la cara opuesta de un cuerpo inmerso en un flujo de un líquido o un gas. Los vórtices generados en la parte posterior del cuerpo tienen centros de baja presión que son proporcionales a la velocidad del flujo

Consisten en el choque del fluido con una placa colocada en el centro de la tubería, generando torbellinos, cuya velocidad dependerá del tamaño del obstructor del medidor.

La detección de la frecuencia se realiza mediante sensores de presión piezométricos que detectan los picos de presión creados por el torbellino, o bien con resistencias de baja inercia térmica que aprovechan el efecto refrigerante del aumento de la velocidad creada por el torbellino en la región de cola.

Generación de energía y sistemas de suministro de calor comprenden fluidos completamente diferentes: vapor saturado

Depende del tamaño del diámetro de la tubería, teniendo mejor precisión entre 15mm-500mm [8].

Placas de impacto

Basado en la fuerza o empuje de impacto del fluido

Consiste en una placa conectada en el centro de una tubería y sometida al empuje del fluido, donde esta es proporcional a la energía cinética del fluido y depende del área anular entre las paredes de la tubería y de la placa.

La placa está conectada a un transmisor neumático o a un transductor eléctrico de galgas extenso métricas.

Como dispositivos de presión diferencial

Tiene baja precisión (0.5 – 5%). Perdida contante en la placa La amplitud del campo de medida es menor que para la mayoría de los otros tipos de medidores [9].