Medicion de Caudales

“AÑO DE LA INVERSION PARA EL DESARROLLO RURALY LA SEGURIDAD ALIMENTARIA”UNIVERSIDAD NACIONAL

“SAN LUIS GONZAGA” DE ICA

FACULTAD de INGENIERÍA AMBIENTAL Y

SANITARIA

TEMA : MEDICION DE CAUDALES

CURSO : MECANICA DE FLUIDOS

DOCENTE: ING. RAMIRO ZUZUNAGA

ALUMNO : GOMEZ BENDEZU EMERSON

CICLO : VII

ICA-PERU

2013

MEDICION DE CAUDALES

INTRODUCCION

Los dispositivos más utilizados para la medida de caudales que circula por una

conducción, que en realidad se basan en la medida de velocidades por las que el

fluido circula por una conducción. En la mayoría de estos instrumentos, el caudal se

calcula de forma indirecta mediante el cálculo directo de la diferencia de presión que

se produce en el mismo.

Existen instrumentos que miden la velocidad local en un punto de la conducción, y

equipos que miden la velocidad media a su paso por una sección. A continuación se

describen estos por separado, destacándose el tubo de Pitot como medidor de

velocidades locales, y los diafragmas, venturímetros y rotámetros para el caso de

medidores de velocidades medias.

La importancia de un vertimiento o un caudal en el medio, como también a donde

tienen su destino final y los componentes químicos y físicos que los componen, nos

llevaron hacer esta práctica con el fin de conocer todos los factores que componen un

caudal y en que nos puede llegar afectar.

FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA 2


OBJETIVOS

Establecer los límites adecuados para la medición de caudales.

Conoce más a fondo el tema de medición de caudales.

Identificar qué factores contribuyen para que se presente la medición de un

caudal.

Conocer los diferentes dispositivos de medición de caudal.




En la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos industriales y en las

efectuadas en laboratorio y en plantas piloto es muy importante la medición de los

caudales de líquidos o de gases.

Existen varios métodos para medir el caudal según sea el tipo de caudal volumétrico o

másico deseado. Entre los transductores más importantes figuran los siguientes:

MEDIDORES VOLUMÉTRICOS

De presión diferencial

Placa orificio

Tobera

Tubo Venturi

Tubo Pitot

Tubo Annubar

De área variable

Rotámetro

De velocidad

Vertedero con flotador en canales abiertos

Caudalimetro de Turbina

Caudalimetro ultrasónicas

De Fuerza

Placa de impacto

De tensión inducida

Caudalimetro magnético

De desplazamiento positivo



Caudalimetro de disco oscilante

Caudalimetro de pistón oscilante

Caudalimetro de pistón alternativo

Caudalimetro rotativo

Caudalimetro de paredes deformables

De torbellino

Medidor de frecuencia de termistancia, o condensador o ultrasonidos

Oscilante

Válvula oscilante

MEDIDORES DE CAUDAL MÁSICO

Térmico

Diferencia de temperaturas en dos sondas de resistencia

Fuerza de Coriolis

Tubo en vibración

DISPOSITIVOS PARA MEDIR CAUDAL Y VELOCIDAD DE FLUIDOS

1. TUBO VENTURIMETRO

Es un tipo de boquilla especial, seguida de un cono que se ensancha gradualmente, accesorio que evita en gran parte la pérdida de energía cinética debido al rozamiento. Es por principio un medidor de área constante y de caída de presión variable. En la figura se representa esquemáticamente un medidor tipo Venturí.



2. MEDIDOR DE ORIFICIO

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.

3. TUBO DE PITOTEs uno de los medidores más exactos para medir la velocidad de un fluido dentro de una tubería. El equipo consta de un tubo cuya abertura está dirigida agua arriba, de modo que el fluido penetre dentro de ésta y suba hasta que la presión aumente lo suficiente dentro del mismo y equilibre el impacto producido por la velocidad. El Tubo de Pitot mide las presiones dinámicas y con ésta se puede encontrar la velocidad del fluido, hay que anotar que con este equipo se puede verificar la variación de la velocidad del fluido con respecto al radio de la tubería (perfil de velocidad del fluido dentro de la tubería).

4. ROTAMETROSEs un medidor de caudal en tuberías de área variable, de caída de presión constante. El Rotámetro consiste de un flotador (indicador) que se mueve libremente dentro de un tubo vertical ligeramente cónico, con el extremo angosto hacia abajo. El fluido entra por la parte inferior del tubo y hace que el flotador suba hasta que el área anular entre él y la pared del tubo sea tal, que la caída de presión de este estrechamiento sea lo suficientemente para equilibrar el peso del flotador. El tubo es de vidrio y lleva grabado una escala lineal, sobre la cual la posición del flotador indica el gasto o caudal.

Los rotametros, flowmeters, del tipo área variable, son instrumentos diseñados para la medición y control de caudales, gases y líquidos. Fabricamos



caudalímetros desde 1 ml/h hasta 1000000 lt/min. La unidad de lectura vendrá especificada en la unidad de preferencia del usuario (lt/h, g/min, mtr^3/h, scfh, lbm/min, scfm, etc.), es decir, lectura directa de caudal.Rangos operacionales disponibles: desde 0,5 lt/h de agua (0,01 mtr^3/h de aire), para tuberías de diámetro 1/4" NPT, hasta 100000 lt/h de agua (3000 mtrs^3/h de aire) para tuberías de diámetro 4". Para diámetros de tubería mayores de 3", caudales hasta 10000000 lt/min, se usará el medidor de flujo de tipo área variable modelo "push botton".



Aquí se presenta un modelo de las especificaciones técnicas de un Rotámetro:

El tubo medidor del tipo pyrex, está protegido por una carcasa protectora de acero inoxidable calidad 316. EL flotador medidor se desplaza verticalmente a lo largo de una varilla guía, razón por la cual pueden ser utilizados para medir fluidos de una alta viscosidad. Rotametros de seguridad con fabricación especial y a requerimientos específicos están disponibles. Los materiales usados son: Tubo medidor en vidrio borosilicato tipo pyrex.Conectores y partes internas en acero inoxidable 316. O-rines y empaques en teflón. La longitud de la escala medidora se ofrece en variados tamaños: 230 mm, 330 mm, 100 mm, etc. La precisión es del 2% en full escala.

5. MEDIDORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVOSon el fundamento o la base de muchos elementos de control. El medidor de desplazamiento positivo es un instrumento sensible al flujo. Este responde a variaciones en el valor del flujo y responde a señales mecánicas correspondiente a la rotación del eje. Se aplican en las siguientes circunstancias: donde se encuentre un flujo grande, donde se requiere una respuesta directa al valor de la variación del flujo y donde la acción mecánica es necesaria.

VELOCIDADES LOCALES

1. TUBO DE PITOT:

Se trata de un dispositivo sumamente simple para medir la presión cinética. Consta, básicamente de dos sondas de presión, una toma cuya superficie se coloca perpendicular a la dirección de la corriente (justo en el punto donde se desea conocer la velocidad), y de otra toma de presión con superficie paralela a la dirección de la corriente. Con la primera toma se mide la presión de impacto, y con la segunda la presión estática, de forma que la diferencia entre ambas (medidas con un manómetro diferencial) es la presión cinética.

En ésta se basa el cálculo de la velocidad local en el punto donde se colocó la sonda de la presión de impacto.



2. MEDIDORES DE VELOCIDADES MEDIAS

Los diferentes métodos para la medida de velocidades medias en flujo de

fluidos pueden clasificarse en tres grupos:

Los basados en las diferencias de presión provocadas por un

estrechamiento constante en la conducción: diafragmas, boquillas y

venturímetros.

Los basados en secciones de flujo variables provocadas por las

diferencias de presión constantes, producidas por un flotador:

rotámetros.



Los indirectos, basados en la medida de caudales en determinadas

secciones de flujo: presas, contadores mecánicos, medidores térmicos,

medidores ultrasónicos, medidores magnéticos, etc.

3. OTROS MEDIDORES DE CAUDAL

Las presas son obstáculos interpuestos en las corrientes líquidas sobre los que

o a través de hendiduras (rectangulares, triangulares, etc.) practicadas en los

mismos, fluyen los líquidos.

El caudal se mide observando la altura del líquido sobre la presa a suficiente

distancia antes de llegar a ella, para que no esté influenciada por las anomalías

que la misma provoca. Se utilizan en canales abiertos, o en ciertos depósitos a

los que dividen en dos mitades, a una de las cuales se hace llegar el líquido

cuyo caudal se desea medir y que fluirá sobre ellas hacia la otra mitad.

Los medidores térmicos.- Como los anemómetros de filamento

caliente para la medida de velocidades locales, se basan en la

eliminación por la corriente de fluido de la energía suministrada a una

resistencia eléctrica situada en su seno. El calor eliminado por el fluido

depende de su caudal, que se evalúa a partir de medidas de la

resistencia eléctrica para intensidad constante o a partir de la intensidad



necesaria para mantener la temperatura y resistencia constantes. Para

que este tipo de medidores tengan la precisión suficiente se requiere

tanto conocer bien el calor específico del fluido como poder medir las

temperaturas con precisión de centésimas de grado. Por ello, en el

medidor Thomas, quizá uno de los más conocidos y que funcionan con

resistencia eléctrica constante, se utilizan termómetros de resistencia en

forma de malla que se extienden a toda la sección transversal de las

conducciones. En estos medidores, cualquier arrastre de líquido si se

trata de flujo de gases, puede provocar grandes errores por su posible

vaporización.

Los medidores ultrasónicos.- Útiles para toda clase de fluidos, miden

electrónicamente el desfase de dos haces de ultrasonidos que se hace

atraviesen diagonalmente la corriente de fluido uno hacia la parte

anterior y otro hacia la parte posterior de la misma. Tal medida se

relaciona con el caudal.

Los medidores magnéticos.- Para líquidos conductores, consisten en

un tubo no magnético por el que fluye el líquido situado en el campo de

un electroimán. La corriente genera un voltaje proporcional al caudal.



CONCLUSIONES

En el momento de realizar la medición es indispensable atenuar la generación de olas

en lo posible ya que esto provoca variaciones drásticas en la adquisición de datos por

parte de los sensores. Este tipo de sistemas para medir caudal pueden ser

prefabricados en canales ya existentes con su propia tabla de calibración. De esta

forma, además de ser de bajo costo proporcionarían resultados muy confiables. Para

medir caudal pueden ser prefabricados en canales ya existentes con su propia tabla

de calibración. De esta forma, además de ser de bajo costo proporcionarían resultados

muy confiables.



RECOMENDACIONES

En la medición de flujo en canales abiertos frecuentemente se usan estructuras

de flujo crítico. La mayoría de ellos requieren ser calibrados cuidadosamente,

mediante varias pruebas, debido a que la descarga es teóricamente

impredecible. Consecuentemente, se recomienda realizar ésta calibración si se

modifica la estructura física del aforador.

Antes de iniciar el proceso de medición es indispensable asegurarse que los

dispositivos de medición estén en perfectas condiciones y muy bien colocados,

ya que podrían producir datos erróneos. Por esta razón, para evitar algún

imprevisto se ha colocado un patrón sobre el canal que guiará en su

calibración.

Antes de hacer circular el agua a través del canal se debe verificar que los

tanques reservorios estén con un nivel superior al 50% de su capacidad, para

obtener un flujo constante a través del aforador.

Para la limpieza de los tanques reservorios y las tuberías, es recomendable

recircular agua con una sustancia anticorrosiva las veces que sean necesarias

hasta que estén libres de impurezas. Limpiar el tanque metálico y el canal con

algún disolvente para quitar el óxido que en éste puede aparecer.



BIBLIOGRAFÍA

E. Costa Novella: "Ingeniería Química", Vol 3: "Flujo de Fluidos"; Ed Alhambra

Universidad, 1ª ed, 1985.

J.M. Coulson, J.F. Richardson, J.R. Backhurst, J.H. Harker. “Coulson &

Richardson’s Chemical Engineering”, Vol I, 4th ed., Pergamon, 1990.

R. Darby. “Chemical Engineering Fluid Mechanics”, Marcel Dekker, 1996.

http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm

http://dspace.epn.edu.ec/bitstream/15000/8731/2/T10740CAP5.pdf


http://dspace.epn.edu.ec/bitstream/15000/8731/2/T10740CAP5.pdf

http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm


INDICE

INTRODUCCION............................................................................................................................2

OBJETIVOS....................................................................................................................................3

MEDICION DE CAUDALES.............................................................................................................4

MEDIDORES VOLUMÉTRICOS..................................................................................................4

MEDIDORES DE CAUDAL MÁSICO...........................................................................................5

DISPOSITIVOS PARA MEDIR CAUDAL Y VELOCIDAD DE FLUIDOS.................................................5

1. TUBO VENTURIMETRO.............................................................................................5

2. MEDIDOR DE ORIFICIO.................................................................................................6

3. TUBO DE PITOT...............................................................................................................6

4. ROTAMETROS.................................................................................................................6

5. MEDIDORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO.....................................................8

VELOCIDADES LOCALES................................................................................................................8

1. TUBO DE PITOT:...............................................................................................................8

2. MEDIDORES DE VELOCIDADES MEDIAS..........................................................................8

3. OTROS MEDIDORES DE CAUDAL.....................................................................................9

CONCLUSIONES..........................................................................................................................11

RECOMENDACIONES..................................................................................................................12

BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................13

INDICE........................................................................................................................................14


Documents

Medicion de Caudales