SISTEMAS INDUSTRIALES COMPLEJOS
V Ciclo Laboratorio N° 8 MEDICIÓN DE FLUJO INFORME: Int!rant" #l E$%i&o: AN'O LOA( Cri"t)ian Prc* +ENITES MARCELO( Jo,anni
'RUPO: C-./-A Pro0"or: SARCO MONTIEL, Armando Fc)a # rali1aci2n: 13 de Septiembre. Fc)a # ntr!a: 20 de Septiembre.
/3.4-II
INTRODUCCIÓN En la industria hay procesos en los que los materiales se transportan por tuberías para poder llegar hasta el lugar donde se llevara a cabo el trabajo determinado. Para ello resulta importante la medición de fujo fujo,, es deci decir, r, medi medirr la velo veloci cida dad d a la cual cual los los mate materi rial ales es son son transportados por las tuberías de un lugar a otro. Todo Todo esto resulta importante, puesto que ayuda a tener una idea de en qué momento hay que disminuir o detener dicho fujo porque hay otro evento que se est llevando a cabo, como por ejemplo el llenado de un tanque. Por Por ello en el presente presente laboratorio laboratorio se reali!ara reali!ara la medición medición de caudal caudal "fujo#, en este caso de agua, utili!ando di$erentes instrumentos de medición de fujo. En este caso se har uso del rotmetro y la placa ori%cio, el medidor de fujo tipo electromagnético y el transmisor de presión di$erencial. Todo Todo ello se reali!ara con el objetivo de aprender a manipular y leer los instrumentos utili!ados para la reali!ación de este laboratorio.
I.
OBJETIVOS:
&edir el fujo por medio de un rotmetro, una placa ori%cio, un medidor magnético. 'alcular el fujo en $unción de las di$erencias de presión en la placa ori%cio y el tubo de (enturi.
II.
RESULTADOS DEL LABORATORIO:
1.- PLACA ORIFICIO Y ROTÁMETRO. )mplementamos el sistema como se muestra en la fgura 1.
- Ajustes !"#$es: 1. 'erramos las tres vlvulas* entrada, salida y drenaje.
%. +brimos ligeramente la vlvula de salida, una vuelta, guíese por la fecha
&. +brimos poco a poco la vlvula de ingreso hasta que empiece a circular el agua. ejamos pasar este peque-o caudal por aproimadamente / minuto. 'ontin0anos abriendo la vlvula de ingreso lentamente, hasta abrirla completamente.
'. 'erramos totalmente la vlvula de salida en $orma lenta, tratando que se eliminen las burbujas de aire. 1i quedan muchas burbujas eliminarlas con la purga de aire situada en la parte superior derecha del módulo.
(. 'olocamos en la vlvula de purga de aire la $uente de aire "infador#, e introducir una contrapresión hasta que la lectura en los tubos sea de aproimadamente 330 mm.
). +hora el módulo est listo para reali!ar mediciones con sus diversos medidores.
NOTA: Nunca debe realizar cambios bruscos de fujo.
Figura 1. Placa Orifcio y Rotámetro.
- Me*"+!es: ,. &oviendo la vlvula de salida mantenga la indicación del rotmetro constante, anote la altura del despla!amiento del rotmetro, y las alturas de las columnas de agua.
Medici
R
A
#
$
F
ón
1
!mm" 10
!mm" 108
!mm" 60
!mm" 125
!mm" 50
%
13
330
225
300
170
Ta%la 1. Medicione&.
C$"u$+s: . 'alcule el caudal medido por el rotmetro usando el siguiente gr%co*
Figura ':
(e&)la*amiento del rotámetro +&. ,audal
/. 'alcule el caudal utili!ando las siguientes epresiones* Tu%o de -enturi:
Placa orifcio.
Para allar el caudal en el tu%o de -enturi Para la medición 1:
−4
1 /2
Q=9.62 ∗10 ∗( h A −hB ) −4
Q =9.62∗10
∗( 0.108−0.060 ) /
1 2
m s Q=2.11∗10
3
∗60 s
1 min
−4
∗1000 L 3
=12.66 L
min
1m
Para la medición ': −4
1 /2
Q=9.62 ∗10 ∗( h A −hB ) −4
Q =9.62∗10
∗( 0.330−0.225 ) /
1 2
3
−4
Q=3.12 ∗10
m ∗60 s s ∗1000 L 1 min L =18.70 3 min 1m
Para allar el caudal en la )laca orifcio Para la medición 1: −4
1/ 2
Q=8.46 ∗10 ∗(h E−h f ) −4
1 /2
Q=8.46 ∗10 ∗(0.125 − 0.06 ) 3
−4
Q=2.16 ∗10
m ∗60 s s ∗1000 L 1 min L = 12.94 3 min 1m
Para la medición ': −4
1/ 2
Q=8.46 ∗10 ∗(h E−h f ) −4
1/ 2
Q=8.46 ∗10 ∗(0.3 −0. 225 )
3
Q=2.31
m ∗ 60 s s ∗1000 L 1 min L =13.83 3 min 1m
2as alturas h deben estar epresadas en metros. Medició Rotámetro n
Tu%o de
Placa
-enturi
Orifcio
1
/ 23min
/4.55 23min
/4.67 23min
l3min
%
/.8 23min
/9.: 23min
/8.98 23min
l3min
Ta%la '.
,audal calculado.:
%.- MEDIDOR DE FLUJO TIPO ELECTROMA0NTICO. )mplementar el medidor como se muestra en la fgura '.
Figura '. Medidor de /uo ti)o electromagntico.
#.- eterminamos cul es el rango de control para el cual est calibrado el transmisor cuyo estndar es de 7 a 4; m+. ebe abrir totalmente las vlvulas de entrada y salida, y mantener cerrada la de bypass.
2min0.34 $t23!
5 6.'1 mA
2ma713.8 $t23! 5 '0 mA
4.- 'erramos la vlvula de salida y observamos el nivel del agua en el tanque, mida el tiempo que demora en subir el nivel desde /; cm hasta 4; cm, a la ve! anote el valor del fujo dado por el medidor. 'alculamos el volumen de agua en el tanque correspondiente a una altura de /; cm. 2a división de este volumen entre el tiempo nos da el fujo. (eri%camos si este valor coincide con el valor dado por el medidor.
213.8 lt9min
medido
Para hallar el valor teórico del caudal utili!o la siguiente $ormula
213. 48 lt9min
calculado
c. =ra%camos la respuesta 5 +&. 2 >"l3min# )"m+#
13.8 '0
11.4 18.<
;.1; 13.<
8.'' 11.;=
6.01 ;.4<
1.8< 4.06;
0.34 6.'1
O4te!e3+s $# s5ue!te 56#7"# "+3+ se 3uest6# e! $# 75u6# &. •
Hallando la pendiente “m ! el "alor de “b en la ecuaci#n
1 '
>"l3min#
)"m+#
∑ xy
∑ x
13.8 11.4
'0 18.<
4:7 4;8
/9:.56 /87.?5
2
;.1; 8.'' 6.01 1.8< 0.34
13.< 11.;= ;.4< 4.06; 6.'1
//;.78 55.6/47 9?.97?9 ?4./497 87.595? /5.;9;/ /;.?97 8.;54? /.?/?5 ;./465
).)/
11.)/
18%.)
3 6 < 4 8 Tot al
)(.
x
∑¿
¿ ¿ ¿ x −¿ n∗∑ ¿ n∗∑ xy −∑ x∗∑ y m= ¿ 2
2
m=
∗
−6.689 ∗11.69 =1.172 7∗65.8 −6.689
7 102.86
2
b = y −mx =11.6 −1.172∗6.689=3.84
$cuaci#n %ue relaciona a la corriente "s caudal & I =1.172∗Q + 3.84
C+66e!te ;3A< =s C#u*#$ ;L23!< 4?
4; $"# @ /./: A 8.97
/?
C+66e!te ;3A< /;
?
; ; 4 7 5 9 /; /4 /7 /5 C#u*#$ ;$23!<
Figura 3. ,orriente +& ,audal.
'. MEDICIÓN DE FLUJO CON PLACA ORIFICIO Y TRANSMISOR DE PRESIÓN DIFERENCIAL #.- )nstalamos los instrumentos como se indica en la fgura 6. 4.- 'alibramos el transmisor para que al mínimo fujo ";B# entregue 6 mA y al mimo fujo "/;;B# $ entregue '0 mA.
".- 2lenamos la ta%la 3 que se muestra. mA I
+
%'= -
L
9
Figura <.
2
5o !mA"
!>9min" /4.:/
4;
/4.7?
/6.7
//.7?
/5.4
6.6/
/8.6/
:.6
/;.:6
8.54
?.96
Ta%la 3. Fluo +&. ,orriente. Placa orifco.
C+66e!te ;3A< =s C#u*#$ ;L23!< 4? 4; /?
?!7" 1.37 @ '.1'
C+66e!te ;3A< /; ? ; ;
4
7
5
9
/;
/4
/7
C#u*#$ ;$23!<
A>$"#"?!. En un proceso donde se mide fujo de un fuido corrosivo, Cqué características debería tener el medidor que se utili!aría para este %nD
P6+*u"t+s "+66+s=+s + =s"+s+s
A>$"#"+!es &edición
de
caudal
en
líquidos
corrosivos
o
viscosos
Re@ust+s El material de la membrana del sello separador debe ser resistente al producto a medir. El fuido de relleno del sello separador debe adaptarse
a
la
temperatura
de
proceso.
2as adherencias o cristali!aciones pueden provocar da-os en el sello
separador.
T6#!s3s+6 *e >6es?! *e6e!"#$ (E=+) 5? 'on sellos separadores bilaterales '1F
M+!t#je El transmisor de presión di$erencial se conecta con el producto a medir y el punto de medición mediante tubos capilares. Tras el montaje se procede a la corrección de oGset de la columna de líquido hidrosttico.
A""es+6+s 2a placa ori%cio o el tubo (enturi deben calcularse previamente, independientemente del dimetro del tubo, el producto y la presión. 1eg0n este clculo la presión mima se produce con la mima carga. El tubo de Pitot debe comprobarse por separado, ya que podría obstruir los canales de presión.
III. OBSERVACIONES: •
1e observó que al abrir rpidamente la llave en la eperiencia correspondía
•
del con
rotmetro lo
el
esperado.
caudal
medido
Puesto
que
con
con el
rotmetro no se debe variar bruscamente el caudal. 1e tuvo que calibrar el transmisor de presión di$erencial para poder obtener valores intermedios de corriente que
•
correspondería a los caudales medidos. El medidor de fujo electromagnético daba como resultado el caudal y la corriente correspondiente al caudal medido y para el cual mínimo y mimo para le que se encuentra con%gurado.
IV.
CONCLUSIONES: •
1e logró medir el fujo en una placa ori%cio con rotmetro mediante la ayuda de una gr%ca la cual nos indicando nuestra altura del rotmetro "Hr# hallaremos un determinado caudal. En el placa ori%cio medimos el caudal con ayuda de un transmisor de presión di$erencial y tipo electromagnético lo medimos con
•
ayuda de un indicador de caudal. 1e calculó el fujo en una placa ori%cio con rotmetro mediante la $órmula de placa ori%cio, para calcular el fujo tipo magnético se utili!ó la $órmula de la ley de +<++I.
V.
APLICACIONES:
FLOTAMETRO ROTAMETRO: R+t3et6+ >#6# L@u*+s 0#ses:
El
otros,
ms
Termoplsticos
competentes
como
el
P(',
ante P(,
las
nuevas
Poliamida,
eigencias. Polipropileno,
Polisul$onaJ son hoy día los ms aptos para resistir químicamente la mayoría de los procesos corrosivos y o$recer al mismo tiempo condiciones de higiene indispensable en procesos sanitarios que la industria alimenticia requiere. Kn termoplstico de la ms alta per$ormance es Polisul$ona, con resistencias comprobadas L seg0n fuido L de hasta /?;M' de
temperatura continua de trabajo y ecelente aptitud en medios agresivos como cidos, lcalis y solventes. =racias a estas cualidades Polisul$ona ha reempla!ado a metales, vidrio y cermica en una gran variedad de aplicaciones. I con la ventaja adicional de su económica $abricación y menor peso. 2os
A>$"#"+!es P6!">#$es: &edición de caudal instantneo de gases y líquidos corrosivos y procesos
sanitarios.
P6!">+ *e Fu!"+!#3e!t+ El fotante alojado en el tubo cónico es levantado por el fujo ascendente del fuido a medir. El mismo se eleva hasta el punto en que su peso equilibra la $uer!a de empuje, permitiendo la lectura directa del caudal en una escala graduada sobre el $rente del instrumento. E1'+2+ Original graduada en l3h. de agua. + pedido se calibra y con$eccionan escalas para cualquier tipo de fuído y unidades de caudal.
Es>e"7"#"+!es *e$ R+t3et6+ >#6# $@u*+s 0#ses L )nstalación* coneión vertical con rosca PT L
L +pto* hasta 6;Q' y /; bar L Opciones* /Lalarmas para bajo y alto caudalJ 4 R salidas 7L4; m+
C#6#"te6st"#s: 'oneión* coaial PT interior. Eactitud* S 8B $ondo de escala. Temperatura mima* P('* 5; M' Polipropileno* 6; M' Presión mima* /; bar a 4; bar Tubo de medición* Polisul$ona. 'abe!ales* P(' 3 Polipropileno lotante* P( +rosellos* EP&
Me**+6 *e uj+ t>+ e$e"t6+3#5!t"+: A>$"#"+!es •
Etracción de agua
•
Puri%cación y desalini!ación del agua
•
•
&edición o $acturación del consumo de agua
•
etección de $ugas
•
)rrigación
•
+guas industriales
•
+gua de re$rigeración
•
+guas residuales
•
+guas negras y lodo
•
+gua de mar
Ejemplo de medición de caudal de un líquido que lleva un tanque*
M+*e$+ MUT%%88EL:
T6#!s3s+6 *e P6es?! De6e!"#$: Me*"?! *e "#u*#$ e! P6+*u"t+s $@u*+s
A>$"#"+!es &edición de caudal en productos líquidos y3o contaminados.
Re@ust+s El producto siempre debe permanecer líquido independientemente de la temperatura. 2as adherencias o cristali!aciones provocan una obstrucción de las tuberías de coneión.
T6#!s3s+6
*e
>6es?!
*e6e!"#$
(E=+)
5?
'on coneión seg0n )E' 5/?/9
M+!t#je El transmisor de presión di$erencial se conecta con el producto a medir y el punto de medición mediante tuberías de coneión. ormalmente esto se reali!a mediante un adaptador de brida oval o un racor, que permite una coneión ms $cil a la coneión )E' 5/?/9. En productos líquidos se monta el transmisor de presión di$erencial debajo del punto de medición. e este modo se evitan errores de medición provocados por burbujas de aire. 2as tuberías de coneión deben llenarse y purgarse antes de la puesta en marcha. + continuación se procede a la corrección de oGset de la columna de líquido
hidrosttico.
A""es+6+s 2os bloques de vlvulas en distintas versiones, act0an como dispositivo de cierre en el punto de medición así como en el llenado y la
purga
de
las
tuberías
de
coneión.
2a placa ori%cio, el tubo (enturi o el tubo de Pitot deben calcularse previamente, independientemente del dimetro del tubo, el producto y la presión de entrega. 1eg0n este clculo la presión mima se produce con la mima carga.
VI. RECOMENDACIONES: •
1e recomienda saber con qué tipo de fuidos son capaces de trabajar los instrumentos utili!ados. Puesto que algunos no son capaces
de
reali!ar
buenas
mediciones
porque
no
se
encuentran trabajando con el fuido o en un ambiente adecuado. •
Para el medidor de fujo electromagnético se recomienda no utili!arlo con fuidos eplosivos. ado que debido a su principio de $uncionamiento, se puede producir una eplosión por la corriente generada al momento de reali!ar la medición.
•
Para el caso del rotmetro se aconseja no reali!ar cambios de fujo muy bruscos puesto que la medición resultara errónea.
•
1e recomienda reali!ar los ajustes necesarios para reali!ar la medición de fujo con el transmisor di$erencial. Es decir, ajustar el ero y el 1pam para valores de fujo determinados, para poder obtener los valores de corriente intermedios de $orma ms precisa.
VII. REFERENCIAS BIBLIO0RÁFICAS: ?o7%oro. U$n l'neaV
omega. U$n l'neaV
&iemen&. U$n l'neaV
