flujo masico expocicion arreglo final

7/17/2019 Flujo Masico Expocicion Arreglo Final

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UNIVERSIDAD NACIONAL JOSEFAUSTINO SANCHEZ CARRION

ABORATORIO DE FISICOQUIMICA

F UJO MASICO

I. OBJETIVOS:• Determinar el flujo másico de los experimentos que realizaremos.• Determinar la densidad y la velocidad del fluido, también el área de los

tubos o canal.II. FUNDAMENTO TEORICO:

El Gasto másico o Flujo másico o audal másico, en f!sica e "n#enier!a, es la

ma#nitud que expresa la variaci$n de la masa en el tiempo a través de una área

espec!fica. En el sistema "nternacional se mide en unidades

de %ilo#ramos por se#undo. En el sistema in#les se mide en &ibras por se#undo.

El s!mbolo com'n es (pronunciado )eme punto)*. +atemáticamente es el

diferencial de la masa con respecto al tiempo. e trata de al#o frecuente

en sistemas termodinámicos, pues muc-os de ellos

tuber!as, toberas, turbinas, compresores, difusores/ act'an sobre un fluido que lo

atraviesa. u unidad es el %#0s.u f$rmula es

12.3.4

Donde 1 flujo másico

21 densidad del fluido31 área del tubo o canal41 velocidad del fluido

En el caso de tener diversos canales de entrada y salida se consideran la

suma de estos. En un sistema en estado estacionario se puede deducir que la variaci$n de masa -a de ser 5 y por tanto podemos establecer

Donde

1 n'mero de entradas

1 n'mero de salidas

umpliendo as! con la 6rimera ley de la termodinámica.

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica


http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenieria


http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo


http://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramos


http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo


http://es.wikipedia.org/wiki/Libras





http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1mico


http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Tobera

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina

http://es.wikipedia.org/wiki/Compresor_de_gas


http://es.wikipedia.org/wiki/Difusor

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

http://es.wikipedia.org/wiki/Kg

http://es.wikipedia.org/wiki/Primera_ley_de_la_termodin%C3%A1mica








http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Tobera

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina


http://es.wikipedia.org/wiki/Difusor

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

http://es.wikipedia.org/wiki/Kg

http://es.wikipedia.org/wiki/Primera_ley_de_la_termodin%C3%A1mica




2


MEDICIÓN DE FLUJO MASICO

&a necesidad de tener medidores de flujo más precisos en procesos de transferencia de

masa, -a incentivado el desarrollo de medidores de flujo de masa. Existen dos tipos principales de medidores de flujo que determinan directamente el flujo másico. Estos

medidores son el +edidor 7érmico y el +edidor oriolis. &os instrumentos de

medici$n de caudales de masa, son de #ran importancia en la industria, en raz$n del

#ran n'mero de aplicaciones requeridas por este tipo de medici$n entre las cuales

fi#uran los balances de masa efectuados en un proceso complejo.

Existen dos #randes #rupos de mediciones de caudal de masa, que son

• 6or ompensaci$n de la +edida 4olumétrica.

• 6or +edici$n Directa.

&a ompensaci$n de la +edida 4olumétrica, consiste en la adici$n de un transmisor de

densidad al medidor de caudal volumétrico existente en un proceso, y lue#o, aplicando

la si#uiente ecuaci$n obtendremos el caudal de masa

D = m/V; m = V.D

&a implementaci$n de este método se puede llevar a cabo mediante un transductor

multiplicador, que permita la operaci$n expuesta en la relaci$n.

&a +edici$n Directa, se podrá realizar mediante una serie de elementos entre los cuales

fi#uran

• +edidores 7érmicos.

• +edidores de +omento 3n#ular.

• +edidores por Frecuencia 8atural de 9scilaci$n.

Medidores Trmi!os.

e basan en el principio que establece que un cuerpo se calienta al pasar cerca de otro

cuerpo a mayor temperatura. El sistema consiste en un manta de calentamiento aplicada

en la parte exterior de la tuber!a que proporciona calor constante, y dos termocuplas

conectadas a#uas arriba y a#uas abajo de dic-a manta/ cuando el caudal sea bajo, la

transferencia de calor será más efectiva.



3


Estos medidores #eneralmente son de dos tipos unos que miden la velocidad de pérdida

de calor de un cuerpo caliente debido al paso de una corriente de fluido a través de él/ y

otros que miden el incremento de temperatura de una corriente de fluido a medida que

pasa sobre o a través de un cuerpo caliente. En ambos casos el flujo de masa se

determina a partir de las propiedades f!sicas del fluido tales como conductividad y calor

espec!fico, los cuales, dentro de ciertos l!mites, son independientes de la temperatura y

presi$n. i las propiedades térmicas del fluido que están siendo medidas son constantes

y se conocen, la diferencia entre dos lecturas de temperatura es proporcional al flujo

másico.

Estos medidores deben ser calibrados para un fluido espec!fico, debido a que el calor

espec!fico var!a de acuerdo al tipo de fluido. Generalmente se utilizan para medir flujo

de #as. u exactitud es de aproximadamente :;< del flujo.

Medidores de Mome"#o A"$%&'r.

e basan en el principio de conservaci$n del momento de los fluidos/ éstos constan

#eneralmente de una turbina que se encuentra acoplada a un medidor del momentoan#ular. En términos comunes se puede decir, que el momento as! medido será

directamente proporcional al caudal de masa del fluido.

Medidores (or Fre!%e"!i' N'#%r'& de Os!i&'!i)".

+edidor de caudal de masa directo que trabaja mediante el efecto que tienen las

oscilaciones de frecuencia natural de vibraci$n con respecto al caudal de masa que pasa

por tramo de tuber!a que está construido con materiales de buena elasticidad y de una

forma #eométrica muy particular.



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=n objeto que se mueve en un sistema de coordenadas que rota con una velocidad

an#ular, experimentará una fuerza de oriolis proporcional a la masa, a la velocidad del

objeto y a la velocidad an#ular del sistema. Esta fuerza es perpendicular a la velocidad

del objeto y a la velocidad an#ular del sistema de coordenadas.

i en vez de -acerlos rotar continuamente los tubos vibran, la ma#nitud y direcci$n de

la velocidad an#ular es alternada. Esto crea una fuerza oriolis alterna. i los tubos en

forma de = son suficientemente elásticos, las fuerzas de oriolis inducidas por la masa

del fluido producen una peque>a deformaci$n elástica. 3 partir de ella se mide y calcula

el flujo de masa.

MEDIDOR DE FLUJO M*SICO CORIOLIS

=n medidor de flujo de masa, también conocido como caudal!metro oriolis, medidor

de flujo inercial y medidor de flujo de oriolis , es un dispositivo que mide la cantidad

de l!quido que fluye a través de un tubo. 8o mide el volumen del l!quido que pasa a

través del tubo, mide la cantidad de masa que fluye a través del dispositivo.

&a medici$n del caudal volumétrico es proporcional a la tasa de flujo de masa s$lo

cuando la densidad del fluido es constante. i el l!quido -a variado la densidad, o

contiene burbujas, entonces la tasa de flujo de volumen multiplicado por la densidad no

es una medida exacta de la tasa de flujo de masa.

En un medidor de flujo de masa el fluido está contenido en un tubo liso, sin partes

m$viles, que necesita ser limpiado y mantenido, ya que de lo contrario se impedir!a el

flujo.



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CARACTER+STICAS DE LOS MEDIADORES DE FLUJO M*SICO

,RECISIÓN: el #rado de precisi$n de los +F+ incluyen errores de interferencia,

repetibilidad y estabilidad cero pero, ya que son considerados independientes, éstos

suman por sus ra!ces cuadradas y no por valores acumulativos. 3s!, el error real casi

siempre será del 5.?< de la rata de flujo (:0@* la estabilidad cero dada en las

especificaciones.

RE,ETIBILIDAD: para un +F+ repetibilidad es menor del 5.;<.

ESTABILIDAD DEL CERO: &a se>al de la rata de flujo permanece lineal cuando éste

vale cero. Existe poca estabilidad a ratas de flujo muy bajas.

RAN-O DE FLUJO: El ran#o de flujo es especificado en libras o %ilo#ramos por

minuto, para cada tama>o de medidor. &as 'nicas limitaciones son ca!das de presi$n

aceptables del sistema y la poca estabilidad a ratas de flujo muy bajas.

FLUJO M+NIMO A ESCALA COM,LETA: Es la rata más baja de flujo completo en

el que el interruptor de selecci$n de ran#o (pan elect Aitc-* del medidor puede ser

ajustado.

En este valor el medidor no puede proveer salida a escala completa.

FLUJO M*IMO A ESCALA COM,LETA: Es la rata más alta de flujo completo

en el que el interruptor de selecci$n de ran#o (pan elect Aitc-* del medidor puede

ser ajustado. Es el valor más alto del ran#o de flujo.

RAN-O DE ,RESIÓN DE O,ERACIÓN: Bsta es de al menos C de la presi$n de

ruptura del material utilizado en conformidad con 38"03+E ;., a temperatura

ambiente.

MEDIDOR DE TURBINA

El medidor de turbina es un transductor que detecta la velocidad de un flujo utilizando

un tubo de flujo con una turbina de paletas suspendida axialmente en la direcci$n de

flujo.



6


uando el l!quido c-oca contra la parte a#uas arriba de las paletas de la turbina, se

produce un área de baja presi$n en el lado a#uas abajo. El diferencial de presi$n (o

ca!da de presi$n* produce movimientos de las paletas -acia el área de baja presi$n. &a

tasa de rotaci$n del rotor es directamente proporcional a la tasa de flujo a través del

flujo. Esta rotaci$n es lue#o convertida en una se>al de salida utilizable. El medidor de

turbina está dise>ado para eliminar prácticamente cualquier des#aste interno con el

balanceo -idrodinámico del rotor. uando el c-oque de la l!nea se sobrepone

temporalmente al balance -idrodinámico, el des#aste es minimizando con superficies de

contacto y arandelas de tun#sten carbideH.

&a salida eléctrica es #enerada utilizando el principio de reluctancia, en el cual unase>al es #enerada por el pase del rotor de la turbina en proximidad cercana a una bobina

de se>al. &a se>al es lue#o enviada a un amplificador que #enera un pulso D y lo

transmite a la instrumentaci$n externa. 7!picamente, la instrumentaci$n puede incluir un

totalizador de factor, utilizando para una indicaci$n de flujo volumétrico (en unidades

de in#enier!a*.

9 un contactor de frecuencia o convertidor puede ser utilizado para proveer una

indicaci$n instantánea de la tasa de flujo. &a curva de calibraci$n del medidor puedeobtenerse con un cuadro mostrando las diferentes tasas de flujo.

III. M

A

T

ER

I

A

L

E

S

:



7


man#uera ?m y ;m jerin#a balde Ilt

cronometro cent!metro o re#la

miel ;lt a#ua(de ca>o* calculadora

#lobo peque>o re#la



IV. ,ROCEDIMIENTO E,ERIMENTAL:E,ERIMENTO DEL FLUJO MASICO DEL A-UA;.@ +edir el diámetro de la man#uera?.@7ener un balde con un volumen establecido.@on el cronometro obtener el tiempo en que tarda en llenar el balde.I.@6odemos calcular el flujo volumétrico dividiendo el volumen entre el tiempo

obtenido.J.@3-ora calculamos el flujo másico, dividiendo masa entre tiempo.K.@alculamos la velocidad con la que sale el a#ua de la man#uera. L para ello

se divide el flujo volumétrico entre el área de la man#uera.D379

@ Diametro de la man#uera ;.K cm 1 5.55;K m

@ 4olumen I &t 1 5.55I m3

1 1 I M#

@ 7iempo ?N. se#undos

FLUJO VOLUMETRICO:

V = V (m3)t (segundos )

= 4m

28.3 seg=0.1413m

3/seg.

VELOCIDAD:

V =V

A=0.1413m

3/seg

2.0∗10−6m

2 =7.1∗10

4m /seg

AREA: 0.120.13

diametro¿¿

0.0016

¿¿

A= 1

4π ¿

FLIUJO MASICO:

m=m( Kg)t (seg)

= 4

28.3=0.1413 Kg/seg

E,ERIMENTO DEL FLUJO MASICO DE LA MIEL

;.@ +edir el diámetro de la man#uera?.@7ener un recipiente con un volumen establecido..@on el cronometro obtener el tiempo en que tarda en llenar el recipiente.



I.@6odemos calcular el flujo volumétrico dividiendo el volumen entre el tiempo

obtenido.J.@alculamos la velocidad con la que sale la miel de la man#uera. L para ello se

divide el flujo volumétrico entre el área de la man#uera.

K.@3-ora calculamos el flujo másico, dividiendo masa entre tiempo. 9 tambiénutilizando que el flujo másico es i#ual a la densidad, por el área de la man#uera

y por la velocidad de la miel.

DATOS:@ Diametro de la man#uera 5.O cm 1 5.555O m

@ 4olumen ?J5 ml 1 5.?J &t 1 2.5∗10−4m

3=0.25 Kg

@ 7iempo ;N.J min 1 ;;; se#undos

@ Densidad ;.I?I Kg/m3

@ FLUJO VOLUMETRICO:


=2.5∗10

−5m

3

1131 seg =2.8∗10

−4m

3/seg .

VELOCIDAD:

V =

V

A=

2.8∗10−4m

3/seg

6.4∗10−5m

2 =3.5∗10

−4

m / seg

AREA: 0.120.13

diametro¿¿

0.0009

¿¿

A= 1

4

π ¿

FLIUJO MASICO:

m=m( Kg)t (seg)

= 0.25

1131=2.2∗10−4

Kg/seg

E,ERIMENTO DEL FLUJO MASICO DEL ACEITE

;.@ +edir el diámetro de la man#uera?.@7ener un recipiente con un volumen establecido.



.@on el cronometro obtener el tiempo en que tarda en llenar el recipiente.I.@6odemos calcular el flujo volumétrico dividiendo el volumen entre el tiempo

obtenido.J.@alculamos la velocidad con la que sale la miel de la man#uera. L para ello se

divide el flujo volumétrico entre el área de la man#uera.K.@3-ora calculamos el flujo másico, dividiendo masa entre tiempo. 9 también

utilizando que el flujo másico es i#ual a la densidad, por el área de la man#uera

y por la velocidad de la miel.O.@ Pemplazamos los datos en la f$rmula del flujo másico que es la densidad,

por el área y por la velocidad.

DATOS:@ Diámetro de la man#uera 5.O cm 1 5.555O m

@ 4olumen ?55 ml 1 5.? &t 12.0

∗10

−4

m

3

=0.2

Kg@ 7iempo ;I se#undos

@ FLUJO VOLUMETRICO:


=2.0∗10

−5m

3

14 seg =1.4∗10

−6m

3/seg .

VELOCIDAD:

V =V

A=1.4∗10

−6m

3/ seg

6.4∗10−5m

2 =2.5∗10

−2m /seg

AREA: 0.120.13

diametro¿¿

0.0009

¿

¿ A=

1

4π ¿

FLIUJO MASICO:

m=m( Kg)t (seg)

= 0.25

1131=2.2∗10−4

Kg/seg



Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento

de la Educación

“FLUJO MAS!O"

DO!E#$E%

n&' La !ru( )ernal* Jaime

!U+SO%

n&enieria De Los Materiales

!!LO%

,

ALUM#OS%

)a-onero +amos*J.eyson Antonio

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Pere( 2uaman* sa1ella

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flujo masico expocicion arreglo final

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