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08.- MEDICION DE CAUDALES Y VELOCIDADES : (El Laboratorio del Ingeniero Mecánico Pág. 273 a 309) Flujo en un conducto. Tipos de flujo: laminar (Re<2000) y turbulento (Re> 2300). Re = V ρ φ / μ V = velocidad (m/hora); φ = diámetro (m); ρ = densidad (kg/m 3 ); μ = viscosidad absoluta (kg/m.hora) o también: Re = V φ / ψ donde ψ = μ / ρ (m 2 /hora) es la viscosidad cinemática Distribución parabólica de velocidades. Vmed. = 0.5 Vmáx (laminar) y Vmed = 0,82 Vmáx (turbulento). El caudal resulta el producto de la velocidad media por la sección del flujo. Relaciones entre la velocidad del fluido en una tubería y las presiones estática, total y dinámica. Teorema de Bernoulli: U1 + Z1 + P1. υ1 + V1 2 /2g = U2 + Z2 + P2. υ2 + V2 2 /2g (conservación de energía) U = energía interna (depende de la temper.); Z = energía potencial (depende de la altura); V 2 /2g = energ.cinética (depende de la veloc.); P. υ = energía de presión, donde υ = 1/ρ (m 3 /kg) Ecuación de conservación de energía (sin variación de flujo, de energía interna, ni de Z): que es el caso de un tubo corto u horizontal donde se ha instalado una placa orificio, de φ mucho menor que el del tubo. (P1- P2) υ = ( V2 2 –V1 2 )/2g; υ1 = υ2 = υ = constante (fluido incompresible) donde υ = 1/ρ (m 3 /kg); V1<<V2, por lo que resulta V1 despreciable (P1- P2) υ = V2 2 / 2g pero (P1- P2) υ es la columna hidráulica = h, entonces V2 2 = 2gh y como q = V. A q (teórico) = A . (2g.h) 1/2 q’ (real) = C . q; donde C es coef. de gasto Medidores de caudal . Tipo adecuado según las condiciones de flujo y tipo de fluido: Canales: Medidores de cajón( Wehir), Canaleta Parshall, Molinetes, Hélices, etc. Cañerías: Placa Orificio, Tobera, Venturi, Tubo de Pitot, de Cangilones, Flotámetro, etc.

Medición de Caudales

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Apunte sobre métodos de medición de caudal. Tubo de Venturi. Placa orificio. Tubo de Pitot. Rotametro. Anemometro

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  • 08.- MEDICION DE CAUDALES Y VELOCIDADES: (El Laboratorio del Ingeniero Mecnico Pg. 273 a 309)

    Flujo en un conducto.

    Tipos de flujo: laminar (Re 2300).

    Re = V / V = velocidad (m/hora); = dimetro (m);

    = densidad (kg/m3); = viscosidad absoluta (kg/m.hora)

    o tambin: Re = V / donde = / (m2/hora) es la viscosidad cinemtica Distribucin parablica de velocidades. Vmed. = 0.5 Vmx (laminar) y Vmed = 0,82 Vmx (turbulento). El caudal resulta el producto de la velocidad media por la seccin del flujo.

    Relaciones entre la velocidad del fluido en una tubera y las presiones esttica, total y dinmica.

    Teorema de Bernoulli: U1 + Z1 + P1. 1 + V12/2g = U2 + Z2 + P2. 2 + V22/2g (conservacin de energa)

    U = energa interna (depende de la temper.); Z = energa potencial (depende de la

    altura); V2/2g = energ.cintica (depende de la veloc.); P. = energa de presin, donde

    = 1/ (m3/kg)

    Ecuacin de conservacin de energa (sin variacin de flujo, de energa interna, ni de Z): que es el caso de un tubo corto u horizontal donde se ha instalado una placa orificio, de mucho menor que el del tubo.

    (P1- P2) = ( V22 V12)/2g; 1 = 2 = = constante (fluido incompresible)

    donde = 1/ (m3/kg); V1

  • Reservorios: Orificio Calibrado, etc.

  • Efecto Venturi Placas toberas Flotmetros

    Los medidores de flujo aplicados a conductos, se pueden denominar de interferencia y se clasifican en:

    a) rea constante y presin variable (Orificio, tobera y venturi) b) rea Variable (flotmetro) c) Weir (cajn, Parshall) d) Trmico (miden energa entregada al fluido, a temperatura constante o variable) e) Anemmetros (de palas o de tazas) Un tipo de medidores de caudal llamado de desplazamiento positivo, relaciona el volumen que desaloja por vuelta con su movimiento, como es el caso del medidor de cangilones, de rotor nutante, de rotor oscilante.

    En un conducto por donde circula un fluido, se puede determinar el caudal del mismo mediante

    tomas de presin, porque relacionando la presin total medida, con la presin esttica, se puede

    conocer la presin debida a su velocidad. Una vez conocida sta, se puede calcular la velocidad y

    finalmente, relacionndola con el rea, su caudal.

    Para tomar la presin esttica se debe montar la toma a 90 del flujo, sin sobresalir de la pared del tubo o mejor an con un anillo piezomtrico, que leer un valor promedio. Para la lectura de la presin total se coloca el tubo de toma enfrentado a la corriente, debindose hacer varias tomas en distintas ubicaciones en el plano del rea considerada. De la diferencia entre ambas mediciones se puede establecer la presin de velocidad, la velocidad y finalmente el caudal.

  • Con este principio funciona el tubo de pitot, que por su construccin coaxil, permite la toma simultnea de ambas presiones.

    Recordar que Q = S2 x V = S2 (2g(P1 P2)/)1/2 y que (P1 P2)/) = h

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    Velocidad de aire: 0,40 a 30 m/s, ft/min, Km/h, MPH, knots Flujo de aire: 0 a 999,900 CFM(ft3/min), CMM(m3/min) Temperatura: -10 a 60C /F

    Accesorios provistos: Manual del usuario, batera de 9 V, Estuche de proteccin flexible, sensor externo con cable de 1,2 m de longitud

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