HERNAN FABIAN RAMIREZ B. RICARDO GOMEZ A.
INTRODUCCIONLa medida de caudal en conducciones cerradas,
consiste en la determinacin de la cantidad de masa o volumen que
circula por la conduccin por unidad de tiempo. Los instrumentos que
llevan a cabo la medida de un caudal se denominan, habitualmente,
caudalmetros o medidores de caudal, constituyendo una modalidad
particular los contadores, los cuales integran dispositivos
adecuados para medir y justificar el volumen que ha circulado por
la conduccin. Los medidores de caudal volumtrico pueden determinar
el caudal de volumen de fluido de dos formas: directamente,
mediante dispositivos de desplazamiento positivo, o indirectamente,
mediante dispositivos de: presin diferencial, rea variable,
velocidad, fuerza, etc.
Medidores de presin diferencial Tubos Venturi Tubos Dall Placas
orificio Boquillas de flujo Codos Medidores con accionamiento
mecnico Medidores de desplazamiento positivo o Medidores de
desplazamiento positivo para lquidos Medidores de tipo pistn
Medidores de paletas deslizantes Medidores de engranajes -
Medidores de rueda oval - Medidores helicoidales Medidores de
turbina
CARACTERISTICAS MEDIDOR DE FLUJOLas caractersticas deseables en
general de un medidor de flujo son:y Tenga una calibracin confiable
y reproducible. y Introduzcan una perdida de energa pequea en
el
sistema. y De bajo costo y Requieran un espacio mnimo.
FACTORES PARA LA ELECCIN DEL TIPO DE MEDIDOR DE FLUIDOy Rango:
los medidores disponibles en el mercado
pueden medir flujos desde varios mililitros por segundo (ml/s)
para experimentos precisos de laboratorio hasta varios miles de
metros cbicos por segundo (m3/s) para sistemas de irrigacin de agua
o agua municipal o sistemas de drenaje. Para una instalacin de
medicin en particular, debe conocerse el orden de magnitud general
de la velocidad de flujo as como el rango de las variaciones
esperadas.
FACTORES PARA LA ELECCIN DEL TIPO DE MEDIDOR DE FLUIDO
y Exactitud
requerida: c al ier is sitiv e e ici e fl j i stala y era a ec a
a e te e e r rci ar a exactit e tr el 5 % el fl j real. La ay ra e
l s e i res e el erca tie e a exactit el 2% y al s ice te er a
exactit e s el 0.5%. l c st es c frec e cia e l s fact res i rta
tes c a se re iere e a ra exactit .
FACTORES PARA LA ELECCIN DEL TIPO DE MEDIDOR DE FLUIDO
y Pr i a de presin: debido a que los detalles de
construccin de los distintos medidores son muy diferentes, stos
proporcionan diversas cantidades de prdida de energa o prdida de
presin conforme el fluido corre a travs de ellos. Los medidores de
fluido llevan a cabo la medicin estableciendo una restriccin o un
dispositivo mecnico en la corriente de flujo, causando as la prdida
de energa.
FACTORES PARA LA ELECCIN DEL TIPO DE MEDIDOR DE FLUIDO
y Tipo de fluido: el funcionamiento de algunos
medidores de fluido se encuentra afectado por las propiedades y
condiciones del fluido. Una consideracin bsica es si el fluido es
un lquido o un gas. Otros factores que pueden ser importantes son
la viscosidad, la temperatura, la corrosin, la conductividad
elctrica, la claridad ptica, las propiedades de lubricacin y
homogeneidad.
FACTORES PARA LA ELECCIN DEL TIPO DE MEDIDOR DE FLUIDO
y Calibracin: se requiere de calibracin en algunos
tipos de medidores. Algunos fabricantes proporcionan una
calibracin en forma de una grfica o esquema del flujo real versus
indicacin de la lectura. Algunos estn equipados para hacer la
lectura en forma directa con escalas calibradas en las unidades de
flujo que se deseen.
MEDIDORES DE TURBINA
MEDIDORES DE TURBINA Conocidos normalmente como contadores.
Medidor con accionamiento mecnico. El agua acciona una rueda de
paletas rotor . Miden el volumen que ha circulado. Los mas
habituales son los dominados tipo wolman
y Suelen fabricarse para medir el volumen en tuberas con
dimetros entre 5 y 3
milmetros.
y producen una prdida de carga o diferencia de presin entre
la entrada y la salida del contador entre 0,1 y 0,3 kg/cm2.
PRINCIPIO DE OPERACIONy Cuando el liquido choca contra la parte
aguas arriba de las
paletas de la turbina, se produce una cada de presin en el lado
aguas abajo. y Esta cada de presin produce movimiento de las
paletas hacia el rea de baja presin. y Esta rotacin es luego
convertida en una seal de salida utilizable. y La seal es luego
enviada a un amplificador que genera un impulso DC y lo transmite a
la instrumentacin externa.
Para captar la velocidad de la turbina existen dos tipos de
convertidores: y Reluctancia: La velocidad esta determinada por el
paso de las palas individuales de la turbina a travs del campo
magntico, esta variacin cambia el flujo induciendo una corriente
alterna en la bomba captadora.y Inductivo:
El rotor lleva incorporados un imn permanente y el campo
magntico giratorio que se origina produce una corriente alterna en
una bobina captadora exterior.
INSTALACIONy La instalacin de estos elementos es conveniente
realizarla en
lugares alejados de puntos de la red donde existan piezas
especiales como codos, vlvulas, con objeto de que no provoquen
alteraciones del flujo del agua y proporcionen una medida errnea.y
Las turbinas deben instalarse de tal modo que no se vace
cuando cesa el caudal ya que el choque del agua a alta velocidad
contra el medidor vaco lo daara seriamente.
CALI
ACI
y La curva de calibracin del medidor puede obtenerse
con un cuadro mostrando las diferentes tasas de flujo.
TIPOS DE MEDIDORES DE TURBINAy Medidores tipo Turbina Serie
W
y Medidores de Turbina Serie WS
y Medidores de Turbina Serie WC/WG
y Medidores de Turbina Serie GT(Gas)
MEDIDOR DE ORIFICOSon dispositivos que consisten en una reduccin
en la seccin de flujo de una tubera, de modo que se produzca una
cada de presin, a consecuencia del aumento de velocidad.
MEDIDOR DE ORIFICO
Con el fin de evitar arrastres de s lidos o gases e eda llevar
el fl ido, la laca incor ora, nor al ente, n pe e o orificio de
purga. ntre los diversos perfiles de orificio que se utilizan estn
los de cantos vivos, de cuarto de crculo y de entrada c nica.
MEDIDOR DE ORIFICO
MEDIDOR DE ORIFICO
Para captar la presin diferencial que origina la placa de
orificio, es necesario conectar dos tomas, una en la parte anterior
y otra en la parte posterior de la placa. La disposicin de las
tomas puede ser: en las bridas, en la vena contrada, y en la
tubera.
MEDIDOR DE ORIFICO
Cuando se coloca en forma concntrica dentro de una tubera sta
provoca que el flujo se contraiga bruscamente conforme se aproxima
al orificio y se expanda nuevamente al dimetro total de la tubera
luego de atravesarlo. La corriente que fluye a travs del orificio
forma una vena contracta y la rpida velocidad del flujo resulta en
una disminucin de presin aguas abajo del orificio. Los
ramificadores antes y despus del orificio permiten la medicin de la
presin diferencial a travs del medidor, la cual est relacionada con
el caudal volumtrico.
MEDIDOR DE ORIFICO
MEDIDOR DE ORIFICO
La medicin del caudal se determina conociendo las caractersticas
geomtricas del dispositivo, la presin diferencial y la densidad del
fluido. Si tienes un dimetro de orificio d y una tubera con un
dimetro D, necesitas determinar el cociente d/D, al cual llamaremos
con la letra griega beta ( ). Este valor, se conoce como la relacin
de Dimetros. La densidad de un cuerpo, indica cuanto pesa dentro de
un determinado volumen, se representa por la letra griega ro ( ),
para el agua limpia tiene un valor de 1,000 Kg/m3. Al combinar dos
ecuaciones hidrulicas, que son La Ecuacin de la Energa (o Teorema
de Bernoulli) y La Ecuacin de Continuidad, se forma una ecuacin
para calcular el caudal:
MEDIDOR DE ORIFICO
MEDIDOR DE ORIFICO
MEDIDOR DE ORIFICO
Si el par etro F es peque o , la relaci n entre el di etro del
orificio o garganta es peque o en comparaci n con el dimetro de la
tubera. sto genera mayor precisi n de la lectura manomtrica, pero,
representa una mayor prdida de presi n por fricci n y puede
producir una presi n baja no deseada en la contracci n, suficiente
en algunos casos para que se liberen gases disueltos o se evapore
lquido en este punto (cavitaci n).
MEDIDOR DE ORIFICO
La placa de orificio es uno de los dispositivos de medici n ms
antiguos, fue dise ado para usarse en gases, no obstante se a
aplicado ampliamente y con gran xito para medir el caudal de
fluidos en tuberas. n 1991, se reunieron ingenieros de muc os pases
para establecer las caractersticas geomtricas, reglas para la
instalaci n y operaci n de este dispositivo. Como resultado se
obtuvo una norma internacional vlida en ISO 5167-1. todo el mundo,
esta es la Nor
MEDIDOR DE ORIFICO
MEDIDOR DE ORIFICO
Comparacin entre la placa orificio y el tubo Venturi: Una placa
orificio puede sustituirse fcilmente para ajustarse a diferentes
ratas de flujo, el dimetro del Venturi es fijo entonces el rango de
medicin est limitado por la cada de presin causada por el Venturi.
La placa orificio genera una gran prdida permanente de presin
debido a la presencia de remolinos aguas abajo del orificio, la
forma del Venturi previene la formacin de remolinos lo cual reduce
enormemente la prdida permanente de presin. El orificio es econmico
y fcil de instalar, el Venturi es costoso y debe ser cuidadosamente
diseado. Una placa orificio se puede reemplazar fcilmente mientras
que un Venturi est diseado para instalaciones permanentes.
BIBLIOGRAFIAy Instituto Mexicano de Tecnologa del Agua, IMTA. y
Medida y evaluacin de las extracciones de agua
subterrnea. ITGE. Luis Garca Gutierrez, Tres Cantos (Madrid) y
www.monografias.com y
http://depa.pquim.unam.mx/IQ/iq/practica4n.htm y
http://www.sapiens.itgo.com/documents/doc20.htm
