Medidores de flujo, termometros y manometros

[pic 1]

Monografía

Medidores de flujo, termometros y manometros

Axel Wiegandt

Felipe Serrano

[pic 2]

Introducción

En entornos industriales, la medición precisa de variables físicas es esencial para garantizar la eficiencia y seguridad de los procesos. Tres variables clave son el flujo de fluidos, la temperatura y la presión. En esta monografía, examinaremos los diferentes tipos de medidores de flujo, termómetros y manómetros que existen en la industria.

Los medidores de flujo cuantifican la cantidad de fluido que pasa por un sistema en un período dado, informando sobre el control y optimización de procesos. Los termómetros miden la temperatura, crucial para ajustar condiciones operativas. Los manómetros miden la presión en sistemas cerrados, importante para la estabilidad y seguridad de los procesos.

Tipos de mediciones[pic 3]

Existen dos tipos de medición, en la medición directa, el valor de una magnitud se obtiene directamente de una única medición realizada con un instrumento específico de lectura directa. Por otro lado, en la medición indirecta, el valor de la magnitud deseada se calcula utilizando los valores de otras magnitudes que están relacionadas entre sí a través de una función matemática establecida. En ambos casos, la precisión y confiabilidad de los instrumentos y las relaciones matemáticas son esenciales para obtener resultados exactos y significativos en la medición de variables físicas.

Tipos de medidores

Medidores de flujo: Los medidores de flujo son dispositivos utilizados para medir la cantidad de fluido (líquido, gas o vapor) que pasa a través de un sistema.

Termómetros: Los termómetros son instrumentos utilizados para medir la temperatura de un objeto o ambiente.

Manómetros: Los manómetros son instrumentos utilizados para medir la presión de fluidos, ya sea líquidos o gases.

Medidores mecánicos vs electrónicos

Los medidores mecánicos y electrónicos tienen enfoques diferentes para medir variables físicas. Los mecánicos usan componentes físicos como engranajes para mostrar mediciones, mientras que los electrónicos convierten las mediciones en señales eléctricas para mostrar valores en pantallas digitales. Los mecánicos son simples y resistentes pero menos precisos, mientras que los electrónicos ofrecen alta precisión y visualización en tiempo real, pero pueden ser más sensibles y necesitar más mantenimiento. La elección depende de la precisión y durabilidad necesaria para la aplicación.

Medidores mecánicos

○ Tubo Venturi

El tubo Venturi, un tipo de medidor de flujo, se emplea para evaluar la velocidad de fluidos como líquidos y gases en conductos. Su estructura cónica de ampliación y estrechamiento induce una diferencia de presión que refleja el caudal del fluido. Entre sus ventajas destacan su precisión, la baja pérdida de presión inherente y su independencia de fuentes de energía externas. Sin embargo, su implementación puede conllevar costos iniciales y espacio específico. Halla aplicación en diversos campos como la industria química y petroquímica, sistemas de agua, así como en sectores alimentarios y farmacéuticos.

○ Placa de orificio

La placa de orificio, un tipo de medidor de flujo, emplea una placa con un orificio central para evaluar la velocidad de fluidos en tuberías. Sus ventajas incluyen su simplicidad, bajo costo y versatilidad en diversas aplicaciones. No obstante, presenta limitaciones en términos de precisión y puede generar pérdida de energía, además de ser sensible a la viscosidad. Sus usos abarcan la industria en general, procesos químicos y sistemas de agua.

○ Tubo de Pitot-estático

El tubo de Pitot-estática, un dispositivo de medición, se utiliza para evaluar la velocidad del flujo de fluidos, especialmente en gases como el aire. Sus ventajas abarcan la medición directa de velocidad, su aplicabilidad en fluidos compresibles, una baja pérdida de energía y un diseño simple. Sin embargo, su uso está restringido a fluidos compresibles, requiere alineación precisa y calibración. Se encuentra en campos como la aeronáutica, meteorología, ingeniería de fluidos y diseño de vehículos.

○ Rotámetro

El rotámetro, un medidor de flujo, emplea un tubo transparente con un flotador interno para evaluar la velocidad del flujo en líquidos o gases. Entre sus ventajas, destaca la visualización directa del flujo, su sencillez de uso y su versatilidad en distintos contextos. Sin embargo, presenta una precisión moderada y es influenciado por la viscosidad del fluido, siendo óptimo para rangos de caudales intermedios. Sus aplicaciones abarcan la industria química, alimentaria y laboratorios.

○ Anemómetro

El anemómetro, un dispositivo de medición, se emplea para evaluar la velocidad del viento o el flujo de aire en diversos entornos y aplicaciones. Sus ventajas incluyen la medición directa de velocidad, su diseño portátil, versatilidad y disponibilidad en varios tipos. Sin embargo, su sensibilidad al entorno, su limitación a la velocidad del viento y la necesidad de calibración son desventajas notables. Se aplica en meteorología, industria aeronáutica, energía eólica y control de calidad del aire.

○ Termómetro de mercurio

El termómetro de mercurio, un instrumento para medir la temperatura, se basa en la expansión térmica del mercurio. Sus ventajas comprenden una alta precisión, un amplio rango de medición, una respuesta rápida y una lectura sencilla. Sin embargo, presenta desventajas como la toxicidad del mercurio, lo que ha llevado a restricciones legales en su uso, y su vulnerabilidad ante la vibración. Sus campos de aplicación incluyen laboratorios, aplicaciones industriales, control médico y el monitoreo de procesos en diversas industrias.

○ Termopar[pic 4]

El termopar, un dispositivo para medir la temperatura, se basa en la relación entre la temperatura y la diferencia de voltaje entre dos conductores metálicos unidos en una junta de medición. Sus ventajas incluyen un amplio rango de temperatura, una rápida respuesta y una variedad de tipos disponibles. Sin embargo, presenta desventajas como una precisión limitada, necesidad de calibración y sensibilidad a la interferencia. Encuentra aplicación en diversos campos como la industria, la investigación científica, aplicaciones médicas y la industria automotriz.

...