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Flujo


UNIDADES DE FLUJO:
Liquido: Galones/Minutos (G.P.M.)
Gases: Pie cubico estandar por hora (Scfh) ó Libra/hora (lb/hr)

MEDIDORES DE FLUJO:
ROTAMETRO (Medidor de Área Variable) : Son medidores en donde un flotador cambia su posición dentro de un tubo proporcional al flujo del fluido, pueden ser de vidrio o metálicos, su escala esta grabadas en una escala de latón o de aluminio montada a lo largo del tubo y situada en coincidencia con la línea de cero del tubo. La calibración de los rotámetros y midiendo la cantidad de liquido o de gas recogido en un tiempo dado medido con precisión.
MEDIDOR DE TURBINA: Es un rotor que gira al paso del flujo con una velocidad directa proporcional al caudal. La velocidad del fluido ejerce una fuerza de arrastre en el rotor, la diferencia de presiones debida al cambio de área entre el rotor y el cono posterior ejerce una fuerza igual y opuesta, asi el rotor este equilibrado hidrodinámicamente y gira entre los conos anterior y posterior sin necesidad de utilizar rodamientos axiales evitando rozamiento.
MEDIDOR ULTRASONICO: Mide el caudal por diferencia de velocidades del sonido al propagarse este en el sentido de fluido y en el sentido contrario. Los Sensores están situados en una tubería de la que se conoce el área y el perfil de velocidades. Los principios de funcionamiento de estos instrumentos son variados, los métodos mas destacado son: La diferencia de fase o frecuencia entre las sondas del sonido que recorren el fluido y el efecto Doppler.
MEDIDOR DE PLACA: Es una placa instalada directamente en el centro de la tubería y sometida al empuje del fluido, la fuerza originada es proporcional a la energía cinética del fluido y depende del area anular entre las paredes de la tubería y la placa, el caudal volumétrico es: Q=S*v; donde S es el área de la sección interior de la tubería y v es la velocidad del fluido, la placa esta conectada a un transmisor neumatico de equilibrio de fuerzas o bien un trasductor electrico de galgas extensometricas. Las galgas forma parte del puente de Wheatstone de tal modo que la variación de resistencia es una funcion de caudal.
MEDIDOR MAGNETICO: Se basa su funcionamiento en la ley de Faraday, la cual establece que la tensión inducida a traves de cualquier conductor, al moverse este perpendicularmente al campo magnético, es proporcional a la velocidad del conductor, su formula: Es=K*B*l*v; donde Es: Tension generada en Conductor, K: Constante, B: Densidad del campo magnético, l: longitud del conductor, v: Velocidad del movimiento.
MEDIDOR TORBELLINO: Se basa su funcionamiento en la determinacion de la frecuencia del torbellino producido por unahelice estatica situada dentro de la tubería a traves de lacual pasa el fluido. La frecuencia del torbellino es proporcional al caudal volumetrico. La deteccion de la frecuencia se logra con una termorresistencia de muy baja inercia termica que sigue los efecto de refrigeración del torbellino generado por el fluido. Los transductores de torbellino son adecuados en las medidas de caudales de gases y de liquidos.

TRANSMISORES DIFERENCIALES DE PRESIÓN
Se basa en la aplicación del Teorema de Bernouilli para obtener una formula de caudal para una tubería horizontal. Donde: P1, p2, V1 y V2 son las presiones estaticas absolutas y velocidades en la zona anterior y posterior de la vena contracta. Z1 y Z2 son las alturas potenciales correspondiente referidas al centro de la linea de la tubería y la horizontal se tiene:

D: Es la densidad de Fluido (Suponiendo que D no varia en toda longitud de la vena), G: Aceleración debido a la gravedad. Si se asume una tubería horizontal que entra un tanque a presión atmosférica y se reemplaza la salida del tanque es H. la velocidad a la salida será: V2=2*G*H. La rata de flujo que pasa por un punto en una tubería es igual a: Q=A*V; donde A es el área.

EJERCICIOS PROPUESTO:
1. Se tiene una tubería de 2 pulgadas y sch 40. ¿Cuál es su diámetro interno (D)?
2. Determine el factor de talla S, para una tubería de 4" sch 40, diámetro del orificio de 2" y tomas de presión en las bridas.
3. En una tubería de 4" sch 40 se transporta agua saturada a 80ºF, el sensor de flujo es una placa orificio con diámetro 2", la conexión es en la brida (flange), se usa un transmisor de presión diferencial (DT) con un rango 0 a 100" de agua y un rango de salida de 4 a 20 mA. Para una salida de corriente de 18,4mA. Hallar el caudal Q en G.P.M.
4. En una tubería de 6" sch 40, circula gas fuel con una gravedad especifica de 0,88 la presión de línea es 25 Psi, la temperatura de operación es 60ºF, el caudal máximo es 2,10 scf/D (Pie cúbico estándar por día), el diferencial de presión a máxima escala es 20" de agua, el tipo de conexión es en la cámara anular (corner TAP). Hallar el diámetro en pulgadas del orificio del elemento de flujo.
5. Un flujo de vapor seco saturado es medido con una tobera a través de tomas en tuberías y un diámetro interno de la tubería de 7.625". La relación es 0.45y el peso especifico del gas es 0.754 lbs/pie3. la presión estática es 335 psi. Calcular el caudal en lbs/hrs a una presión diferencial de 200" de agua.

GLOSARIO DE TÉRMINO:

Fluido: Sustancia que cede inmediatamente a cualquier fuerza tendente a alterar su forma, con lo que fluye y se adapta a la forma del recipiente. Los fluidos pueden ser líquidos o gases. Las partículas que componen un líquido no están rígidamente adheridas entre sí, pero están más unidas que las de un gas. El volumen de un líquido contenido en un recipiente hermético permanece constante, y el líquido tiene una superficie límite definida. En contraste, un gas no tiene límite natural, y se expande y difunde en el aire disminuyendo su densidad. A veces resulta difícil distinguir entre sólidos y fluidos, porque los sólidos pueden fluir muy lentamente cuando están sometidos a presión, como ocurre por ejemplo en los glaciares.
Flujo: Es el movimiento de los fluidos
Turbina: Es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice. Las turbinas se clasifican en turbinas hidráulicas o de agua, turbinas de vapor y turbinas de combustión. Hoy la mayor parte de la energía eléctrica mundial se produce utilizando generadores movidos por turbinas. Los molinos de viento que producen energía eléctrica se llaman turbinas de viento.
Efecto Doppler: Es la variación aparente de la frecuencia de cualquier onda emitida, por ejemplo luz o sonido, cuando la fuente de la onda se acerca o se aleja del observador. El efecto toma su nombre del físico austriaco Christian Doppler, que formuló por primera vez este principio físico en 1842. El principio explica por qué, cuando una fuente de sonido de frecuencia constante avanza hacia el observador, el sonido parece más agudo (de mayor frecuencia), mientras que si la fuente se aleja parece más grave.
Bomba: Es un dispositivo empleado para elevar, transferir o comprimir líquidos y gases.
Compresor de aire: También llamado bomba de aire, máquina que disminuye el volumen de una determinada cantidad de aire y aumenta su presión por procedimientos mecánicos.

 


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Fecha de Actualización: 19/12/2005