Medidores de Caudal

Ing. Mario Pérez

Medidas 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.

Medidores volumétricos

• Los medidores volumétricos determinan el caudal en volumen del fluido, bien sea directamente (desplazamiento), bien indirectamente por deducción.

• Presión diferencial• Área variable• Velocidad• Fuerza• Tensión inducida• Torbellino

Instrumentos de presión diferencial

Elementos:

- Placa-orificio o diafragma

- Tolbera

- Tubo de Venturi

- Tubo Pitot

- Tubo

Placa-orificio o diafragma

Consiste en un placa perforada instalada en la tubería. Dos tomas conectadas en la parte anterior y posterior de la placa, captan esta presión diferencial la cual es proporcional al cuadrado del caudal.

Tobera

• Esta situada en la tubería con dos tomas, una anterior y la otra en el centro de la sección mas pequeña. La tobera permite caudales 60% superiores a los de la placa-orificio en las mismas condiciones de servicio.

Tubo de Venturi

• Por medio de la reducción del diámetro, se pueden tomar muestras de la presión , antes y después de la reducción del diámetro. Una es

la toma anterior y otra en la toma posterior.

Tubo Pitot

• Mide la diferencia entre la presión total y la presión estática, es

decir, la presión dinámica, la cual es

proporcional al cuadrado de la

velocidad.

Tubo Annubar

• Es una innovación del tubo Pitot consta de

dos tubos, el de presión total y el de presión estática .Es de mayor precisión que el tubo de Pitot.

Área variable (rotametros)

• Son medidores de caudal de área

variable en los cuales un flotador cambia su posición dentro de un

tubo, proporcionalmente al flujo del fluido. Las

fuerzas actúan sobre el flotador.

Rotametro (tipos de flotadores)

• Esféricos

• Cilíndrico con borde plano

• Cilíndrico con borde saliente

• Cilíndrico con bordes contra el flujo

Tipo de rotametros• Rotametros de purga:

para caudales muy pequeños.

• Rotametros de vidrios: indicación directa.

• Rotametros armados: no permiten la lectura directa.

• Rotametros by-bass: se emplean conectados a las tomas de una placa orificio o diafragma.

Velocidad

• En la medición de caudales en canales abiertos, se utilizan vertederos de formas variadas que provocan una diferencia de alturas del liquido en le canal entre la zona anterior del vertedero y su punto mas bajo. Tipos de vertederos: rectangular, triangular, cipolleti o trapezoidal, Pashall o Ventury

Tipos de vertederos

Fuerza (medidor de placa)

• Consiste en una placa instalada

directamente en le centro de la tubería y sometida al empuje

del fluido.

Tensión inducida (medidor magnético)

• El conductor es el liquido y es la señal

generada, esta señal es captada por dos

electrodos rasantes con la superficie interior del tubo y diametralmente

opuestos.

Desplazamiento positivo

Miden el nivel en volumen contando o integrando volúmenes separados de liquido. Existen cuatro

tipos básicos de medidores:• Disco oscilante• Pistón oscilante• Pistón alternativo• Rotativos• Diafragma

Medidor de disco oscilante

• Instrumento dispone de una cámara circular con un disco plano móvil dotado de una ranura en la que esta intercalada una placa fija. De modo que la cámara esta

dividida por compartimentos separados de volumen conocido.

Medidor de pistón oscilante

Se compone de una cámara de medida cilíndrica con una placa divisora que

separa los orificios de entrada y de salida.

Medidor de pistón alternativo

• Es el mas antiguo de los medidores de

desplazamiento positivo. El instrumento se fabrica en muchas formas : de

varios pistones, pistones de doble acción, válvulas

rotativas, válvulas deslizantes horizontales.

Medidor rotativo

Este tipo de instrumento tiene válvulas rotativas que giran excéntricamente rozando con las

paredes de una cámara circular y transportan el liquido en forma incremental de la entrada a la

salida. Tipos de medidores rotativos:• Cicloidales• Birrotor• Ovales

Cicloidales

Contienen dos lóbulos del tipo Root

engranados entre si que giran en

direcciones opuestas manteniendo una

posición relativa fija y desplazando un

volumen fijo de fluido liquido o gas en cada

revolución.

Sistema birrotor

• Consiste en dos rotores sin contacto mecánico entre si giran como únicos

elementos móviles en la cámara de

medida.

Medidores ovales

Disponen de dos ruedas ovales que engranan entre si y tienen un movimiento de giro debido a

la presión diferencial creada por el liquido.

Medidor de paredes deformables

O de membrana o de fuelle, esta formado por una envoltura a presión con orificios de entrada y salida que contiene el grupo medidor formado por cuatro

cámaras de medición.

Torbellino y Vortex

• Se basa en la determinación de la frecuencia del torbellino producido por una hélice

estática situada dentro de la tubería a cuyo través pasa el fluido (liquido o gas).

Medidor oscilante

Consiste en un pequeño orificio

situado en el cuerpo del medidor, que

genera una presión diferencial y provoca el paso del fluido por el área de medida.

Medidores de caudal masa

• La determinación del caudal masa puede efectuarse a partir de una medida

volumétrica compensándola para las variaciones de densidad del flujo, o bien determinar directamente el caudal masa aprovechando característica medibles de

la masa del fluido.

Medición directa del caudal-masa

Si bien en la industria se utiliza normalmente medidores volumétricos de caudal, con el caudal determinado en las condiciones de

servicio, o bien compensado según la presión, la temperatura o la densidad.

Existen 3 sistemas básicos:• Instrumentos térmicos• Momento angular• Coriolis

Medidores térmicos de caudal

Se basan comúnmente en dos principios físicos: a) la elevación de temperatura del fluido en su paso por

un cuerpo caliente b) la perdida de calor experimentada por un cuerpo

inmerso en el fluido.

Medidores de momento angular

Los medidores de caudal masa de momento angular se basan en el principio de conservación del momento angular de los fluidos. Y tiene dos sistemas:

• Medidor axial de una turbina.

• Medidor axial de doble turbina.

Medidor de Coriolis

Se basa en el teorema de Coriolis, que observo que un objeto de masa que se desplaza con una

velocidad lineal a través de una superficie giratoria que gira con velocidad angular

constante experimenta una velocidad tangencial tanto mayor es su alejamiento del centro.