rea variable:

Los medidores de caudal de rea variable se deben instalar verticalmente. Su principio de funcionamiento se basa en un flotador que cambia de posicin dentro de un tubo de rea variable. El rea del tubo es pequea en la parte inferior y va aumentando hasta alcanzar la mayor seccin en la parte superior.El flotador, slido, tiende a bajar debido a la fuerza de gravedad (su peso) y el fluido, que circula de abajo hacia arriba, tiende a levantarlo debido a la fuerza de arrastre de este. Adems de la fuerza de arrastre, existe una fuerza que ejerce el fluido sobre el flotador, que es igual al peso del volumen del fluido que desaloja. El flotador queda en la posicin de equilibrio de fuerzas, indicando en el tubo el caudal del fluido que pasa. El tubo debe estar convenientemente graduado, adems de permitir la visualizacin del flotador. El tubo se puede graduar teniendo en cuenta que la fuerza de arrastre depende de la velocidad del fluido, y una vez se conoce esta, se puede obtener el caudal. Como se puede intuir, la fuerza de arrastre depende de la viscosidad del fluido. La medida puede ser directa al estar la escala graduada en el tubo, pero tambin existen modelos en los que el flotador da una seal en funcin de su posicin, y se puede utilizar esta para extraer la medida en otra escala graduada, o bien para acondicionar la seal y adecuarla para un bus de campo o bien transmitirla a un regulador. El medidor ms representativo de esta clase es el rotmetro, el cual opera con el mecanismo anteriormente descrito.

RotmetroEl rotmetro es un sensor de rea variable para la medicin de caudal bsicamente se compone de un flotador que cambia su posicin dentro de un tubo en dependencia de la magnitud del flujo de fluido por el mismo.Sobre el flotador actan tres fuerzas:

G: peso del flotador F: fuerza de empuje del fluido sobre el flotador E: fuerza de arrastre del fluido sobre el flotador.

Los tubos empleados en los rotmetros pueden ser de vidrios o metlicos. Estos estn equipados de tal forma que pueden intercambiarse los distintos tubos y flotadores a fin de obtener los caudales correspondientes sin necesidad de calibrar individualmente cada rotmetro.Los tubos de vidrio pueden tener nervios interiores para guiar el flotador. Aunque normalmente son lisos. Los tubos metlicos son cnicos lisos y precisan de extensin por no tener lectura directa.Los tubos tienen una conicidad que se expresa como la relacin entre el dimetro interno del tubo en la escala mxima y le dimetro de la cabeza del flotador normalmente es de 1.2 a 1.35.

Principio de funcionamiento del rotmetro:El rotmetro consiste de un flotador (indicador) que se mueve libremente dentro de un tubo vertical ligeramente cnico, con el extremo angosto hacia abajo. El fluido entra por la parte inferior del tubo y hace que el flotador suba hasta que el rea anular entre l y la pared del tubo sea tal, que la cada de presin de este estrechamiento sea lo suficiente para equilibrar el peso del flotador. El tubo es de vidrio (para presiones bajas; y de metal para presiones altas) y lleva grabado una escala lineal, sobre la cual la posicin del flotador indica el gasto o caudal.La altura que alcanza el cuerpo en suspensin del rotmetro depende del caudal. Si aumenta el caudal, aumenta la resistencia del flujo. El cuerpo en suspensin del rotmetro sube y aumenta la superficie entre el cuerpo en suspensin y el tubo de vidrio. Con ello desciende la resistencia de flujo hasta que es idntica con la suma de la fuerza del peso del cuerpo en suspensin y la fuerza ascensional. El nivel como medida para el caudal se puede leer en una escala en el rotmetro.El funcionamiento de este instrumento est basado en que el desplazamiento del mbolo es proporcional al empuje realizado, segn el principio de Arqumedes "Todo cuerpo sumergido en un lquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba al peso del lquido desalojado" y la altura desplazada ser equivalente a un flujo determinado. Ahora si el rotmetro nos dice el caudal y necesitamos saber cul es la velocidad, usamos la frmula de la continuidad y despejamos V (velocidad):Q = V A -------> V = A/Q Donde:Q = CaudalA = rea del rotmetroV = Velocidad (lo que desearamos hallar)

Tipos de rotmetros: Segn su aplicacin, los rotmetros se pueden clasificar en rotmetros de purga, de indicacin directa con indicacin magntica y transmisin neumtica y electrnica. Rotmetro de purga: Se utilizan para caudales pequeos, en sus aplicaciones se destaca la purga hidrulica de sellos mecnicos en bombas, la medicin por burbujeo, la purga de elementos de presin diferencial entre algunas. Rotmetro de vidrio: Adoptan distintas disposiciones como: llevar placas laterales, sellamiento con ventanas de cristal para observar el tubo, disponen de armadura de seguridad y de anti-hielo con gel de slice para evitar la humedad, entre algunas cosas. Rotmetros armados: no permiten la lectura directa. Rotmetro By-pass: Es un medidor de caudal de fluido, por lo tanto no de la presin diferencial, la escala de medida de este rotmetro es lineal y no de raz cuadrada como se podra suponer siendo el elemento de medida un diafragma.

Tambin se clasifican segn el tipo de flotador en: Esfrico: para bajos caudales y poca precisin, con una influencia considerable de la viscosidad del fluido. Cilndrico con borde plano: para caudales medios y elevados con una influencia media de la viscosidad del fluido. Cilndrico con borde saliente: de cara inclinada contra el flujo con menor influencia de la viscosidad que, por sus caractersticas de caudal, puede compararse a una tobera Cilndrico con boteras salientes: contra el flujo y con la mnima influencia de la viscosidad del fluido, que por su funcionamiento, puede compararse a una placa-orificio o diafragma.

Transductores elctricos:Se acoplan a rotmetros y pueden ser de varios tipos: Potenciomtrico: Consiste en una varilla que sigue magnticamente el movimiento del flotador dentro de un tubo y que mueve el brazo de un potencimetro. El sistema presenta la desventaja del envejecimiento y desgaste caractersticos del potencimetro.

Puente de impedancias: Consiste en un mecanismo de indicacin actuado magnticamente, un transformador diferencial de ncleo mvil y un convertidor. Al variar el caudal, un imn montado en el flotador o en la varilla de extensin del mismo hace girar un mecanismo magntico de posicin formado por una hlice de hierro dispuesta en un cilindro de aluminio. Una leva de forma caracterstica gira con el conjunto y se introduce dentro del arrollamiento activo de un transformador diferencial.

Transmisores neumticos:Acoplados al rotmetro consisten en una leva que sigue el movimiento del flotador de manera magntica y est entre 2 toberas neumticas. (Tobera forma parte de transmisor de equilibrio).

El flotador del rotmetro:Es un elemento que tienen formas variadas y se fabrican de diversos materiales, segn el fluido a medir.El material de fabricacin debe cumplir con una serie de criterios a saber: Ser ms pesados que el fluido de proceso. Resistir convenientemente a la corrosin. Permitir un buen deslizamiento sobre las guas.

Tubos Cnicos:Son los componentes ms crticos del equipo, ya que de la calidad de su elaboracin, depender la precisin de la medicin. Normalmente se utilizan tres tipos de tubos cnicos. Plstico Acrlico Vidrio Borosilicato Acero Inoxidable

Las escalas del rotmetro:Las escalas se utilizan de forma excluyente, escalas de lectura directa y en unidades volumtricas, con la excepcin del vapor de agua para el que se utilizan gravimtricas.

Las escalas pueden contener los siguientes datos

Fluido (Nombre o Cdigo)G: Gravedad especificam: Viscosidad (en lquidos)Pf: Presin de operacinTf: Temperatura de operacinUnidad de caudal: Volumen/ Tiempo

Ventajas y desventajas de los rotmetros:

Ventajas: Se pueden obtener lecturas locales del flujo y en forma de seales. La escala es casi lineal. No requieren gran longitud de tubera antes y despus del medidor. Son resistentes a fluidos corrosivos.

Desventajas: Son sensibles a los cambios de viscosidad del fluido. El tubo de vino es poco resistente. Para rotmetros de ms de 4 el costo es elevado.

Tubo de PitotEl tubo de Pitot es quiz la forma ms antigua de medir la presin diferencial y tambin conocer la velocidad de circulacin de un fluido en una tubera. Consiste en un pequeo tubo con la entrada orientada en contra del sentido de la corriente del fluido. La velocidad del fluido en la entrada del tubo se hace nula, al ser un punto de estancamiento, convirtiendo su energa cintica en energa de presin, lo que da lugar a un aumento de presin dentro del tubo de Pitot. Los tubos de Pitot son instrumentos sencillos, econmicos y disponibles en un amplio margen de tamaos. Si se utilizan adecuadamente pueden conseguirse precisiones moderadas y, aunque su uso habitual sea para la medida de la velocidad del aire, se usan tambin, con la ayuda de una tcnica de integracin, para indicar el caudal total en grandes conductos y, prcticamente, con cualquier fluido.

Caractersticas: Mide la velocidad en un punto. Sus ventajas son la escasa cada de presin y bajo precio, siendo por ello una buena eleccin para tuberas de gran dimetro y para gases limpios. Consiste en un tubo de pequeo dimetro que se opone al flujo, con lo que la velocidad en su extremo mojado es nula.

Funcionamiento:1. El orificio del tubo de Pitot toma la presin total y la conduce a la conexin (a) en la sonda de presin.2. La presin esttica pura se toma desde una parte lateral y se conduce a la conexin (b). La presin diferencial resultante es una presin dinmica que depende de la velocidad y que es analizada e indicada.3. Formula Una vez obtenido la diferencia de presiones, y calculado de la velocidad del fluido segn la frmula que utiliza el tubo de Pitot, es posible a travs de la ecuacin de Bernoulli determinar el caudal total que pasa a travs del fluido.

Lo invent el ingeniero francs Henri Pitot en 1732. Lo modific Henry Darcy, en 1858. Se utiliza mucho para medir la velocidad del viento en aparatos areos y para cuantificar las velocidades de aire y gases en aplicaciones industriales. Tambien mide la velocidad en un punto dado de la corriente de flujo.

Preguntas:

Qu es el rotmetro?R= El rotmetro es un sensor de rea variable para la medicin de caudal.

Para qu se utiliza el tubo Pitot?R= Se utiliza mucho para medir la velocidad del viento en aparatos areos y para cuantificar las velocidades de aire y gases en aplicaciones industriales. Tambin mide la velocidad en un punto dado de la corriente de flujo