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INSTITUO TECONOLOGICO SUPERIOR
DE VILLA LA VENTA
INGENIERÍA PETROLERA
TIPOS DE MEDIDORES
FACILITADOR
ING. VICTOR HUGO JIMENEZ HERNANDEZ
INTEGRANTES
JESUS ALBERTO HERNANDEZ OLIVERA
CITLALLY GUADALUPE SALINAS NAJERA
GABRIEL JIMENEZ TOLEDO
6TO “R”
MATERIA
FLUJO MULTIFASICO
CIUDAD LA VENTA, TABASCO 17/MARZO/2015
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CONTENIDO INTRODUCCION .......................................................................................................................... 4
GENERALIZACIÓN ...................................................................................................................... 5
OBJETIVOS GENERALES ............................................................................................................ 5
MEDICIÓN DE FLUJO. ................................................................................................................. 6
1.1 PRINCIPIOS GENERALES. ............................................................................................... 6
TIPOS DE FLUJÓMETROS. ......................................................................................................... 8
2.1- FLUJÓMETROS VOLUMÉTRICOS. ................................................................................. 8
2.1.1- FLUJÓMETROS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO. ............................................ 8
2.1.2 METROS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO PARA LÍQUIDOS: .......................... 8
2.1.3 METROS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO PARA LÍQUIDOS: .......................... 9
2.1.4VELETA (PALETA) ROTATORIA:......................................................................... 10
2.1.5 PISTÓN RECIPROCANTE. ...................................................................................... 11
2.1.6 LÓBULO ROTATORIO: ........................................................................................... 11
2.1.7 METROS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE GAS: ........................................ 12
2.1.8 VENTAJAS/ DESVENTAJAS DE LOS FLUJÓMETROS DE DESPLAZAMIENTO
POSITIVO DE LÍQUIDOS Y GASES. ................................................................................. 12
3.1 FLUJÓMETROS DE VELOCIDAD. ...................................................................................... 13
3.1.1 FLUJÓMETROS DE TURBINA. ............................................................................... 13
3.1.2 FLUJÓMETRO DE TURBINA PARA LÍQUIDOS (AXIAL). .................................... 13
3.1.3 FLUJÓMETRO DE TURBINA PARAS GAS (AXIAL) ............................................. 14
3.1.4 FLUJÓMETRO DE VORTEX (VÓRTICE, TORBELLINO)...................................... 15
3.1.5 FLUJÒMETRO ULTRASÓNICO. .............................................................................. 16
3.1.6 FLUJÓMETRO ULTRASÓNICO DE TIEMPO DEL TRÁNSITO. ............................ 16
3.1.7 VENTAJAS/LIMITACIONES DEL FLUJÓMETRO ULTRASÓNICO DE TIEMPO
DE TRÁNSITO.................................................................................................................... 16
3.1.8 FLUJÓMETRO ULTRASÓNICO DOPPLER. ........................................................... 17
3.1.9 FLUJÓMETRO MAGNÉTICO. ................................................................................. 17
4.1 MEDICIÓN DE FLUJO INFERENCIAL ........................................................................... 19
3
4.1.1 FLUJÓMETROS DE PRESIÓN DIFERENCIAL. .......................................................... 19
4.1.2 FLUJOMETROS DE ÁREA VARIABLE. .................................................................. 21
5.1 FLUJÓMETROS DE MASA. ............................................................................................ 22
5.1.1 FLUJÓMETROS INDIRECTOS DE MASA. ............................................................. 22
5.1.2 FLUJÓMETRO DE MASA DIRECTOS. .................................................................... 22
5.1.3 METROS DE MOMENTO ANGULAR. ..................................................................... 22
5.1.4 FLUJÓMETRO DE MASA CORIOLIS. ..................................................................... 23
5.1.6 FLUJÓMETRO DE MASA DE TRANSFERENCIA DE CALOR................................ 25
CONCLUSIÓN ............................................................................................................................. 26
BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................... 27
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INTRODUCCION
Esta investigación tiene como objetivo principal estudiar el efecto, funcionamiento y las aplicaciones tecnológicas de algunos aparatos medidores de flujo el cual su invención data de los años 1.800,como el Tubo Vénturi, donde su creador luego de muchos cálculos y pruebas logró diseñar un tubo para medir el gasto de un fluido, es decir la cantidad de flujo por unidad de tiempo.
Principalmente su función se basó en esto, y luego con posteriores investigaciones para aprovechar las condiciones que presentaba el mismo, se llegaron a encontrar nuevas aplicaciones como la de crear vacío a través de la caída de presión.
Luego a través de los años se crearon aparatos como los rotámetros y los fluxómetros que en la actualidad cuenta con la mayor tecnología para ser más precisos en la medición del flujo.
También tener siempre presente la selección del tipo de medidor , como los factores comerciales, económicos, para el tipo de necesidad que se tiene etc.
El estudiante o ingeniero que conozca los fundamentos básicos y aplicaciones que se presentan en este trabajo debe estar en capacidad para escoger el tipo de medidor que se adapte a las necesidades que el usuario requiere.
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GENERALIZACIÓN
Flujo es una de las mas importantes variables de proceso medidas en la
industria. Es usado para tener la información en la transferencia de productos
para la venta, eficiencia de los procesos, razón de reacción, razón de producción
y muchas otras cosas. Al final determina cuanto dinero puede ganar ó perder la
industria. Por esto, la mayoría de las empresas destinan gran cantidad de dinero
y esfuerzo para asegurar que el flujo sea medido y controlado exactamente,
especialmente si está involucrada en la transferencia de productos. Hay cuerpos
de regulación a nivel de gobierno, a nivel industrial y en las empresas, que están
interesados en los métodos y razones para los esquemas de medición y control
de flujo.
OBJETIVOS GENERALES El estudiante será capaz de entender el efecto que tiene la densidad en la
medición de flujo volumétrico, calcular la razón de flujo volumétrico y flujo másico
para condiciones especificadas, explicar la operación de los flujómetros mas
comunes.
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MEDICIÓN DE FLUJO.
1.1 PRINCIPIOS GENERALES. El flujo puede ser mostrado en diferentes formas, usando variedad de unidades.
Un buen entendimiento de la razón, significado y asunciones es muy importante.
Si el flujo se entiende bien, la información de un flujómetro particular se puede
evaluar correctamente. Además, te ayudaría para una buena selección del
flujómetro adecuado para una aplicación dada.
La medición de flujo está relacionada con la razón de flujo y con el flujo total de
gases y líquidos. También puede ser descrito para el movimiento de sólidos; sin
embargo, la razón de flujo de sólidos y el flujo total de sólidos no es común y la
inmensa mayoría de las industrias manejan flujos de gases y líquidos.
Razones para la medición del flujo:
Transferencia custodiada.
Control de inventario.
Detección de filtración.
Control del proceso.
Unidades de Medición del Flujo:
Razón del flujo:
a) Unidades de razón de flujo volumétrico (qv).&
S Gases: m3 /hr Líquidos: l/min.
IP Gases: ft 3 /hr Líquidos: USG/min
b) Unidades de razón de flujo másico (qm)
S Gases: Kg/s Líquidos: Kg/min
IP Gases: 1b./s Líquidos: 1b./min
Flujo total:
a) Unidades de volumen (V)
S Gases: m3 Líquidos: litros
P Gases: ft 3 Líquidos: USG
b) Unidades de masa (m)
S Gases &Líquidos: Kg
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Cuando se expone la masa o la razón de flujo másico, entonces la cantidad se
define claramente. Sin embargo, cuando el volumen o la razón de flujo
volumétrico es expuesta, la cantidad no queda claramente definida si se
desconoce la densidad del fluido.
Para los líquidos, la densidad cambia con la presión y la temperatura.
- El cambio en la densidad debido a la presión es pequeña y no se toma
generalmente en cuenta. Los líquidos no son usualmente muy compresibles.
- El cambio en la densidad debido a la temperatura es más significativo y sí se
debe tomar en cuenta.
Para los gases, la densidad cambia con la presión, la temperatura y la
compresibilidad.
- El efecto de la temperatura y la presión sobre la densidad es muy significativo,
por ende, sus efectos siempre deben tomarse en cuenta.
- El efecto de la compresibilidad es relativamente menor en comparación, pero
debe tomarse en cuenta para los cálculos exactos.
El volumen o la tasa (razón) de flujo volumétrico se expresa típicamente de una
de las dos siguientes maneras:
(1) En condiciones de Flujo: La razón de flujo del fluido cuando está a
temperatura y presión
El subíndice (f) es para indicar las condiciones de fluido).
(2) En Condiciones Básicas (estándar): La razón de flujo del fluido está a una
temperatura y presión predefinida (es decir qvs= 156.5 m3 /s o qv= 156.5. sm 3
/s. El subíndice (s) indica las condiciones de fluido estándar).
-
estándar de
-
-
F.
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TIPOS DE FLUJÓMETROS.
Los flujómetros se pueden agrupar en cuatro tipos, cada tipo de medición tiene
diferentes formas:
A. Volumétricos
B. Velocidad
C. Inferencial/Energía Cinética
D. Masa
2.1- FLUJÓMETROS VOLUMÉTRICOS.
2.1.1- FLUJÓMETROS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO. Los flujómetros volumétricos miden el flujo rompiendo el flujo en determinados
volúmenes conocidos. Un ejemplo son los de desplazamiento positivo.
Es importante destacar que las mediciones de flujo obtenidas a partir de los
metros tipo desplazamiento positivo siempre son en condiciones de fluido ó de
línea. Los metros de desplazamiento positivo se utilizan de manera extensiva
para medir el flujo de líquidos y gases para aplicaciones de transferencia
custodiada.
2.1.2 METROS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO PARA LÍQUIDOS: Tipos: - Disco Nutatorio
- paleta rotatoria
- pistón reciprocante
- lóbulo rotatorio
Consideraciones Comunes:
Principio:
La corriente del flujo se rompe mecánicamente en volúmenes directos. El número
de estos volúmenes discretos se cuenta entonces para calcular un flujo
volumétrico total a través del metro. Usualmente se conecta un odómetro tipo de
display a las piezas rotatorias del metro con un engranaje mecánico. Este display
es ajustado por el fabricante a fin de indicar en las unidades de flujo requeridas
( es decir: galones, litros, barriles estadounidenses, etc).
Instalación:
Los requerimientos de tuberías antes y después (upstream or
downstream) del instrumento no son necesarios (es decir: el perfil del flujo
(características fluyentes del flujo) no es importante)
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El metro debe ser instalado sin esfuerzo mecánico ya que esto afectaría
de manera adversa el “ suave funcionamiento ” del flujómetro.
Cualquier espacio de aire en la corriente del flujo se contará como líquido,
por consiguiente se requiere de un eliminador de aire (deareador).
2.1.3 METROS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO PARA LÍQUIDOS:
Tipos: - Disco Nutatorio
o paleta rotatoria
o pistón reciprocante
o lóbulo rotatorio
Consideraciones Comunes:
Principio:
La corriente del flujo se rompe mecánicamente en volúmenes directos. El número
de estos volúmenes discretos se cuenta entonces para calcular un flujo
volumétrico total a través del metro. Usualmente se conecta un odómetro tipo de
display a las piezas rotatorias del metro con un engranaje mecánico. Este display
es ajustado por el fabricante a fin de indicar en las unidades de flujo requeridas
( es decir: galones, litros, barriles estadounidenses, etc).
Instalación:
Los requerimientos de tuberías antes y después (upstream or
downstream) del instrumento no son necesarios (es decir: el perfil del flujo
(características fluyentes del flujo) no es importante)
El metro debe ser instalado sin esfuerzo mecánico ya que esto afectaría
de manera adversa el “ suave funcionamiento ” del flujómetro.
Cualquier espacio de aire en la corriente del flujo se contará como líquido,
por consiguiente se requiere de un eliminador de aire (deareador).
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Cada rotación desplaza un volumen fijo de líquido igual al volumen de la cámara
de mediciones menos el volumen del disco.
Aplicaciones:- líneas de suministro de agua doméstica e industrial
2.1.4VELETA (PALETA) ROTATORIA: Este
Este metro está formado por paletas cargadas por muelles (los muelle empujan
las paletas hacia el housing) y un rotor montado excéntricamente. El fluido es
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descargado debido a un volumen decreciente. Cada rotación desplaza un
volumen fijo de líquido.
Aplicaciones- se utiliza ampliamente en la industria del petróleo para la
transferencia custodiada.
2.1.5 PISTÓN RECIPROCANTE. Cada
Cada ciclo del pistón desplaza un volumen fijo de líquido.
Aplicaciones- se utiliza en la industria del petróleo.
2.1.6 LÓBULO ROTATORIO:
La caída de la presión a través del metro hace que los lóbulos roten. Los
compartimentos A y B encierran los volúmenes fijos de líquido y transfieren
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mediante los lóbulos el líquido a través del metro, existen engranajes que
conectan los lóbulos rotatorios al totalizador ( que cuenta las vueltas).
2.1.7 METROS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE GAS: Tipos: Tambor Sellado con líquido
Lóbulo Rotatorio
Fuelles.
Los metros de Gas de Desplazamiento Positivo están diseñados para totalizar el
volumen de gas que fluye a través del metro. Para lograr esta tarea, estos metros
por lo general cuentan con un tren de engranaje mecánico que mueve o gira un
odómetro (contador) tipo display.
Cuando se emplean los metros de DP de gas para una aplicación particular,
puede que se requieran hacerse correcciones debido a la temperatura del metro.
La expansión de las piezas del metro por los cambios de temperatura cambiarán
el volumen del metro y el deslizamiento.
Los gases no tienen propiedades lubricadoras, por consiguiente el desgaste
mecánico es un problema más común comparado con los metros de DP de
líquidos.
2.1.8 VENTAJAS/ DESVENTAJAS DE LOS FLUJÓMETROS DE DESPLAZAMIENTO
POSITIVO DE LÍQUIDOS Y GASES.
Exactitud excelente (de hasta 0.1% de la tasa).
Alta rangeabilidad.
La potencia para impulsar el totalizador proviene de la corriente del fluido.
No se requiere tubería específica después del instrumento (upstream).
El fluido debe estar limpio... necesita tamizadores (filtros).
El desgaste de las piezas es una de las fuentes principales de error
Requiere de piezas de maquinaria de precisión costosas
Errores por fugas a baja razón de flujo.
Pueden dañarse por sobrevelocidad o por golpe de líquidos.
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3.1 FLUJÓMETROS DE VELOCIDAD.
Los flujómetros de velocidad miden el flujo midiendo la velocidad promedio y
multiplicándola por el área que atraviesa el flujo.
Ejemplo de estos tenemos los metros de turbina, los metros vortex, los
flujómetros magnéticos, los ultrasónicos, etc.
3.1.1 FLUJÓMETROS DE TURBINA.
3.1.2 FLUJÓMETRO DE TURBINA PARA LÍQUIDOS (AXIAL).
Principio:
Un flujómetro de turbina consiste en un rotor multi-cuchilla suspendido en la
corriente de fluido sobre cojinetes que giran libremente. El fluido que impacta
contra las cuchillas del rotor imparte una fuerza que causa la rotación del rotor.
La velocidad de rotación es directamente proporcional a la razón dentro de su
rango lineal (es decir: Q es directamente proporcional a la velocidad de la
rotación).
La velocidad de la Rotación puede ser sensada:
1. Mecánicamente.
En este, el rotor está acoplado al engranaje del totalizador mecánico.
2. Opticamente:
En este un rayo de luz es interrumpido por la rotación de las cuchillas, lo cual
resulta en una salida pulsada. Generalmente se usa en las turbinas tangenciales
(ruedas con paletas).
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3. Magnéticamente:
(a) Tipo Reluctancia:
Un imán permanente se encuentra en el sensor. Este imán permanente produce
un campo magnético que el cono concentra en un punto. Las aspas de la turbina
desvían el campo magnético, haciendo que se genere un voltaje en la bobina. El
voltaje aparece a medida que un aspa se acerca y decae a medida que esta se
acerca.
Se produce una pulsación por aspa.
(b) Tipo inductancia:
El magnetismo permanente (imán) está en el rotor, el cual invierte el campo
magnético en cada rotación.
Se genera una pulsación por cada rotación.
La señal de salida de estos elementos de turbina es un tren de pulsaciones
(frecuencia). Esta frecuencia es directamente proporcional a la razón de flujo.
f= kq
3.1.3 FLUJÓMETRO DE TURBINA PARAS GAS (AXIAL) Principio:
Igual que el de los líquidos, pero debido a las bajas densidades de los gases, se
reduce grandemente la torsión motriz (torque de impulso).
El uso de un mayor diámetro en el difusor (hub) proporciona un mayor torque de
impulso (es decir: mayores velocidades)
La fricción en los apoyos (cojinete) se mantiene al mínimo mediante el diseño y
uso de rotores de bajo peso.
La frecuencia de salida es proporcional a la razón de flujo volumétrico en
condiciones de funcionamiento reales. Por consiguiente, el factor k debe ser
determinado bajo condiciones de funcionamiento simuladas para obtener una
20 : 1
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3.1.4 FLUJÓMETRO DE VORTEX (VÓRTICE, TORBELLINO).
Principio:
Cuando un fluido se encuentra con un cuerpo de forma no aerodinámica, el flujo
no puede continuar el contorno del obstáculo. Por consiguiente, el flujo se enrolla
en un vórtice o espiral bien definida, primero de un lado y luego del otro lado. La
razón a la cuál estos vórtices se forman (frecuencia) es directamente
proporcional a la velocidad del fluido dentro de ciertos límites.
f =frecuencia de los vórtices
S = número de Strouhal
v = velocidad del fluido cuando fluye libremente
H = ancho del cuerpo no aerodinámica
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3.1.5 FLUJÒMETRO ULTRASÓNICO.
3.1.6 FLUJÓMETRO ULTRASÓNICO DE TIEMPO DEL TRÁNSITO.
Principio:
Este metro mide el tiempo que toma un pulso de onda ultrasónica en atravesar
la sección de una tubería a través del fluido. La diferencia en el tiempo será
proporcional a la velocidad del fluido y por ende del flujo.
Midiendo los tiempos t AB y t BA , se puede calcular la velocidad del flujo.
La razón de flujo volumétrico se calcularía entonces de la siguiente forma:
qv=v·A
3.1.7 VENTAJAS/LIMITACIONES DEL FLUJÓMETRO ULTRASÓNICO DE TIEMPO
DE TRÁNSITO .
No intrusivo
Fácilmente de instalar o sujetar a la línea (asido con grapas)
No hay pérdida de presión
Existen diseños bi - direccionales
Salida lineal
No es afectado por la viscosidad, la densidad, la temperatura, ni la
presión.
Es usado para líquidos y gases ( para gases el diseño es diferente, pero
tiene el mismo principio)
Los líquidos tienen que estar relativamente libres de sólidos o de burbujas.
La exactitud es de -1% a -2.5% de la Razón.
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3.1.8 FLUJÓMETRO ULTRASÓNICO DOPPLER.
El transmisor emite una energía sonora a la frecuencia f T . Esta energía se
refleja por la partícula del fluido que fluye. La frecuencia que regresa (de valor f
R ) es diferente a la de f t debido a que la partícula está en movimiento (efecto
Doppler). La diferencia de frecuencia (f T -f R ) es proporcional a la velocidad de
la partícula que refleja la onda. Si esta partícula está a la velocidad promedio,
entonces qv
3.1.9 FLUJÓMETRO MAGNÉTICO.
Principio:
Ley de Faraday: Cuando un conductor (el fluido) se mueve a través de un campo
Magnético, se genera un voltaje que es proporcional a la velocidad del conductor.
E= C BDv
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B- fuerza del campo magnético
D- distancia entre sensores
V- velocidad promedio
C- constante proporcional.
Nota: C y D son constantes para un tubo dado, y B es un valor conocido, por lo
tanto:
E= kv donde k=C
BD es una constante
Nota:
Un flujómetro magnético es un dispositivo lineal que da una salida de
voltaje que es proporcional a la velocidad del fluido.
El tubo de flujo tiene que ser no magnético para permitir que el campo
magnético pase a través del fluido (es decir: que las líneas de flujo
magnético viajarían a través de las paredes del tubo y por lo tanto se
desviaría del fluido si el tubo es magnético)
El tubo del flujo es usualmente fabricado con acero inoxidable 304 (no
magnético).
El tubo del flujo también puede estar fabricado de plástico reforzado con
fibra de vidrio (usado para bajas presiones y temperaturas).
Para medir E, el fluido debe tener una conductividad mínima
(aproximadamente 5 S/cm).
Esta cifra variará según los fabricantes.
Para medir E, los sensores no pueden estar en corte con el tubo, Por
consiguiente, el tubo debe ser no conductor o de lo contrario
Convertidores y excitación del campo magnético:
El propósito del convertidor es generar la excitación (fuente) para las bobinas
magnéticas y convertir la señal de bajo voltaje de los electrodos en una señal de
instrumento proporcional al flujo que se mide.
Existen varias formas de medir estas señales:
Tipo CA
Tipo CD pulsada
Tipo CD tri estado pulsante
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Tipo CD directa
4.1 MEDICIÓN DE FLUJO INFERENCIAL
4.1.1 FLUJÓMETROS DE PRESIÓN DIFERENCIAL.
Los flujómetros de presión diferencial o flujómetros del tipo de presión
constituyen un gran
porciento de los flujómetros utilizados en la industria. Estos miden la presión
diferencial
causada por una restricción en el flujo. Esta presión diferencial es entonces
relacionada con datos experimentales para determinar la razón de flujo a través
del metro. En este principio se basan muchos flujómetros utilizados actualmente.
Ellos requieren del uso de dos elementos.
Elementos Primarios: los dispositivos que producen la presión diferencial
Elementos Secundarios: los dispositivos que miden la presión diferencial
Los elementos primarios incluyen: placas de orificio, tubos de Venturi,
flujómetros, tubos de pitot, tomas de codo, etc, estos son los encargados de
generar la presión diferencial y es una medición del cambio en la energía cinética
debido a una restricción.
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En los cálculos de las dimensiones una constante C relaciona la presión
diferencial con la razón de flujo en una cantidad particular que depende de las
condiciones del flujo.
Cualquier desviación en las condiciones de dimensionamiento resultara en
errores. Para la mejor exactitud posible (custodia de transferencia), C es
continuamente calculado basado en las condiciones actuales.
Las ecuaciones de flujo pueden ser reducidas básicamente a:
Relacionaremos algunos de los elementos primarios:
Elementos Secundarios.
El elemento primario crea una caída de presión diferencial (restricción fija). El
elemento secundario mide esta presión diferencial. La relación matemática entre
presión diferencial y flujo es la siguiente:
la señal de presión diferencial necesita que “la raíz cuadrada sea extraída”. Si el
elemento secundario es registrador mecánico, entonces una carta de raíz
cuadrada es utilizada. Si el elemento secundario es un transmisor entonces un
extractor de raíz cuadrada es requerido (nota, muchos transmisores electrónicos
tienen incluido en su construcción un extractor de raíz cuadrada).
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4.1.2 FLUJOMETROS DE ÁREA VARIABLE.
Principio de Operación:
Un incremento en el flujo resulta en una fuerza hacia arriba debido a que el fluido
ha incrementado la velocidad alrededor del flotante. Esta fuerza hace que el
flotante suba.
Cuando el flotante sube, el área anular entre el flotante y el tubo exterior rotulado
aumenta hasta que las fuerzas hacia arriba y hacia abajo estén nuevamente en
equilibrio. Así, cada posición del flotante inferirá una razón de flujo a través del
metro.
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5.1 FLUJÓMETROS DE MASA.
5.1.1 FLUJÓMETROS INDIRECTOS DE MASA.
FT es un transmisor de flujo volumétrico que puede ser magnético
(v*A,ultrasónico(v*A), o de desplazamiento positivo, etc. DT es un transmisor de
densidad. FY es un computador de flujo el cual puede calcular la razón de
másico, el flujo másico total, el flujo volumétrico, etc...
5.1.2 FLUJÓMETRO DE MASA DIRECTOS.
Se han desarrollado una serie de técnicas para la medición directa del flujo de
masa con la finalidad de eliminar los errores y los pasos para los cálculos a la
hora de usar métodos indirectos (flujo volumétrico)
Algunos de los tipos de flujómetros de masa están incluidos en:
- Metros de momento angular (aplicaciones principalmente en aeronáutica)
- Metros Coriolis
- Metros térmicos
5.1.3 METROS DE MOMENTO ANGULAR. Principio de operación:
Para cambiar la velocidad de una masa, la masa debe estar sometida a una
fuerza de desbalance. La cantidad de fuerza requerida para cambiar la velocidad
de una masa será proporcional a la propia masa. En términos angulares, para
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cambiar la velocidad angular de una masa, la masa debe estar sometida a un
torque de desvalance (fuerza angular).
Si la velocidad angular se mantiene constante, el torque será directamente
proporcional a la masa (ó al flujo másico en el caso de flujómetros másicos). Si
el torque se mantiene constante, la velocidad angular será inversamente
proporcional a la masa (ó flujo másico).
Entre estos instrumentos tenemos:
- Turbina Impelente (Impulsora)
- Turbina Doble
5.1.4 FLUJÓMETRO DE MASA CORIOLIS. Funcionamiento: (Ver la secuencia de figuras)
El tubo D vibra a su frecuencia natural de resonancia. La vibración se sostiene
mediante el uso del impulso de una bobina magnética (similar a la bobina de una
bocina)
El tubo D se fija a la entrada y al final de su salida.
A medida que el fluido recorre el tubo D, es obligado a incorporarse al
movimiento del tubo. Debido a que el fluido tiene masa, este le ofrece resistencia
al movimiento de “subida y bajada” del tubo. La resistencia al movimiento
produce fuerzas opuestas. El fluido que entra dentro del tubo se resiste al cambio
en la velocidad tangencial, y el fluido que sale del tubo se resiste al movimiento
de la parte de atrás del tubo a una velocidad tangencial de cero.
La resistencia impuesta por el fluido en recorrido, trae como resultado una torsión
del tubo mientras está en movimiento. La cantidad de torcimientos es
directamente proporcional a la masa del flujo a través del tubo.
Note que la forma del tubo varía de un fabricante a otro (no todos son tipo ”D”),
pero el principio de operación es el mismo. Sensaje (captación)de los
torcimientos:
La cantidad de torsión se mide mediante los sensores de velocidad instalados a
cada lado del tubo D. Cada sensor emite una onda sinusoidal que corresponde
al movimiento de subida y bajada del tubo D. La acción de torsión en el tubo
causa un desplazamiento de fase (demora de tiempo) en una de las salidas del
sensor con respecto a la otra salida del sensor. Este desplazamiento de fase es
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la medición que se hace para determinar la magnitud de la torsión impuesta al
tubo.
Los diseños más recientes del Flujómetro de Masa de Micromovimiento tienen
dos tubos De los cuales vibran en conjunto uno con otro. La torsión se mide
relativa a cada tubo, lo cual elimina errores debido a los efectos de la vibración.
La frecuencia de resonancia del tubo puede también utilizarse para determinar
la densidad del fluido en los tubos (similar al densímetro de carrete vibrador)
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5.1.6 FLUJÓMETRO DE MASA DE TRANSFERENCIA DE CALOR. Estos metros son utilizados tanto para los gases como para los líquidos.
Existen dos métodos para usar la
transferencia de calor a fin de medir el
flujo de masa:
1. Aplicar energía (potencia) constante al
calentador, y medir la temperatura antes
y después del calentador: La diferencia
de temperatura es proporcional al flujo
de masa.
2. Medir la potencia (energía) que se
requiere para mantener un diferencial de
temperatura constante entre los dos
sensores de temperatura. La cantidad de
energía requerida será proporcional al
flujo de masa.
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CONCLUSIÓN
Tener en cuenta que los Medidores de Flujos son dispositivos, el cual
pueden ser utilizado en muchas aplicaciones tecnológicas y aplicaciones
de la vida diaria, en donde conociendo su funcionamiento y su principio
de operación se puede entender de una manera más clara la forma en
que este nos puede ayudar para solventar o solucionar problemas o
situaciones con las cuales son comunes e
Reconocer que con la ayuda de un medidor de flujo se pueden diseñar
equipos para aplicaciones específicas o hacerle mejoras a equipos ya
construidos y que estén siendo utilizados por empresas, en donde se
desee mejorar su capacidad de trabajo utilizando menos consumo de
energía, menos espacio físico y en general muchos aspectos que le
puedan disminuir pérdidas o gastos excesivos a la empresa en donde
estos sean necesarios.
El Tubo de Venturi es un dispositivo que por medio de cambios de
presiones puede crear condiciones adecuadas para la realización de
actividades que nos mejoren el trabajo diario, como lo son sus
aplicaciones tecnológicas.
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BIBLIOGRAFÍA
Avallone, Eugene A. "Manual de Ingeniero Mecánico". Tomo 1 y
2. Novena Edición. Mc Graw Hill. Mexico, 1996.
Bolinaga, Juan. "Mecánica elemental de los fluidos". Fundación
Polar. "Universidad Católica Andrés". Caracas, 1992.
Enciclopedia Salvat, Ciencia y Tecnología. Tomo 12 y 14. Salbat
Editores, S.A. Primera Edición. Barcelona, 1964.
Mott, Robert. "Mecánica de los Fluidos". Cuarta Edición. Prentice
Hall. México, 1996.
Vargas, Juan Carlos. "Manual de Mecánica para no Mecánicos".
Intermedios Editores. Colombia, 1999.
Victor L. Steerter "Mecanica de Fluidos". Séptima edición, Ed.
Mac Graw-Hill; México 1.979.
http:// www.wanadoo.com 23/11/2005
