LEM 2 Ingenieria Quimica

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO

Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

Ingeniería Química

Laboratorio Experimental Multidisciplinario (LEM II)

3°Cuestionario previo:Medidores de flujo

Mencione los diferentes tipos de medidores que existen.

Medidores de velocidad basados en una caída de presión.

Tubo de Pitot.

Placa de orificio.

Tubo de Venturi.

Medidores de área variable.

Rotámetro.

Medidor de turbina de flujo axial

Medidor de flujo magnético.

Medidor de flujo de vértices líquidos.

Medidores de masa.

Medidores de desplazamiento positivo.

Medidores de gases secos.

Medidores de disco rotatorio.

.

Explique los principios en que se basan los medidores de placa de orificio y Venturi.

En general ambos medidores proporcionan una caída de presión, que puede medirse y relacionarse con la velocidad del flujo .En el caso del medidor de orificio la caída de presión, se debe tanto a un cambio en la energía cinética, como a la fricción de forma, sin embargo para él tuvo de Venturi la fricción de forma es despreciable y por lo tanto se desecha.

En cualquier caso se puede derivar una ecuación general resultante de un balance de energía, para relacionar el flujo y la caída de presión.

Mencione ventajas y desventajas de la placa de orificio y del Venturi.

Desventajas:

Los tubos de Venturi son difíciles y costosos de fabricar, y en tamaños grandes resultan muy voluminosos. La pérdida permanente de presión en un tubo de Venturi es de alrededor del 10%, en esencia menor que en el de placa con orificio.

Ventajas:

El tubo de orificio es un aparato en extremo simple. En el caso del tubo de Venturi minimiza la fricción de forma, debido a que elimina la separación de la capa límite con la pared de la tubería.

Deduzca la ecuación general de los medidores de flujo.

Imaginemos una tubería la cual contiene un medidor de flujo respecto al cual se va a hacer un balance de enrgia, entre dos puntos el punto 1 el cual esta corriente arriba de la ubicación del medidor, y el punto 2 en el medidor.

Este medidor produce un cambio de energía cinética, que se representa como un cambio en la velocidad del fluido proporcional a una diferencia de presiones. Tenemos como principal incógnitas a las velocidades del punto 1 y del punto 2, para lo cual necesitamos dos ecuaciones.

Primero determinaremos la ecuación de continuidad, la cual establece que, la masa que entra a través de una sección de la tubería es la misma que sale y se puede expresar de la siguiente manera.

ρ_1 v_1 A_1=ρ_2 v_2 A_2

Para fluido incompresible ρ1=ρ2 por lo tanto:

〖 v〗_1 A_1=v_2 A_2=〖Q 〗_((gasto))Tiene unidades de ( m3/s),(ft3/min).

De la ecuación de continuidad, despejamos a la velocidad del punto 2.

v_(2=v_(1A_1 )/A_2 . . . . 1)

La segunda ecuación se deriva de la ecuación de Bernoulli, sin embargo aplicada a un fluido real en donde, existen perdidas de energía a causa de la fricción que sufre el fluido para llegar del punto 1 al 2, otra consideración es que él tubo es horizontal, por lo tanto Δh=0, la ecuación es la siguiente:

V(P_2-P_1 )+(v_2-v_1)/2g+∑▒F=0

Se puede reordenar para para dar:

〖v_2〗^2-〖v_1〗^2=-2g[V(P_2-P_1 )+∑▒F] . . . . 2

Sustituimos la ecuación 1 1en la ecuación dos y al factorizar〖v_1〗^2, obtenemos:

〖v_1〗^2 (〖A_1〗^2/〖A_2〗^2 -1)=-2g[V(P_2-P_1 )+∑▒F]

Despejamos v_1 y tenemos que:

v_1=√(2g[((P_2-P_1 ))/ρ+∑▒F]/((〖A_1〗^2/〖A_2〗^2 -1) ))

La anterior se conoce como ecuación general de los medidores de flujo.

Explique que es vena contracta

Es donde las líneas de flujo alcanzan un área de sección transversal minima a cierta distancia de la placa con orificio.

La ubicación de la vena contracta en relación con la placa de orificio, es una función, de

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