Medidor De Orificio

3.2C Medidor de orificio

El medidor Venturi tiene varias desventajas para utilizarse en instalaciones comunes de las plantas de proceso: ocupa un espacio considerable y es costoso. Además, el diámetro de la garganta es fijo, por lo que, si el intervalo de velocidades de flujo cambia de manera notable, se obtienen diferencias de presión poco precisas. El medidor de oriJìcio elimina estas objeciones, aunque a costa de una pérdida de carga o potencia mucho mayor.

El medidor de Orificio es un elemento más simple, consiste en un agujero cortado en el centro de una placa intercalada en la tubería. El paso del fluido a través del orificio, cuya área es constante y menor que la sección transversal del conducto cerrado, se realiza con un aumento apreciable de la velocidad (energía cinética) a expensa de una disminución de la presión estática (caída de presión). Por esta razón se le clasifica como un medidor de área constante y caída de presión variable.

En la figura 3.2-4 se muestra un medidor de flujo con orificio típico de bordes afilados. La placa torneada y perforada de orificio con diámetro Do se monta con dos bridas en un tubo de diámetro DI.

Las derivaciones de presión en el punto 1 corriente arriba y en el 2 corriente abajo, miden la diferencia p1 - p2. Las posiciones exactas de las dos derivaciones son algo arbitrarias, y en algunos tipos de medidores se instalan a aproximadamente un diámetro del tubo corriente arriba y entre 0.3-O. 8 diámetro del tubo corriente abajo. La corriente de fluido forma una vena contracta o chorro de flujo libre después de pasar por el orificio.

Vo= (Co√(2(p_1-pp))/(√(1-(Do/Di)4 ) ϼ)

Donde v. es la velocidad en el orificio en m /s, Do es el diámetro del orificio en m y Cs es el coeficiente adimensional del orificio. El coeficiente de orificio Co siempre se determina experimentalmente. Si el valor de NRe en el orificio es superior a 20000 y Do /DI es inferior a más o menos 0.5, el valor de CO se mantiene casi constante en 0.61, que es un valor de diseño adecuado para líquidos (M2,

Pl). Por debajo de 20000 el coeficiente asciende abruptamente y luego cae; una correlación para CO puede encontrarse en otros libros (Pl).

Como en el caso de Venturi, para la medición del flujo compresible de gases en un orificio se usa un factor de corrección Y dado en la figura 3.2-3 para el aire, como sigue.

Donde m es el gasto en kg/s, p1 es la densidad corriente arriba en kg/m3 y Ao es el área de la sección transversal del orificio.

La pérdida permanente de presión es mucho más alta que en un Venturi, debido a los remolinos que se forman cuando el chorro se expande debajo de la vena contracta. Esta pérdida depende de Do/D, y es 73% dept -p2 paraDo/D1 = 0.5; 56% para Do/D1 = 0.65, y 38% para DoiD = 0.8 (Pl).

EJEMPLO 3.2-2. Medición de flujo de petróleo

...