MEDIDORES MAS USADOS
Placa Orificio
A modo general, este medidor es una placa que se puede sujetar con bridas a la tuberia. Al ser de geometria simple, es de facil instalacion y bajo costo, ademas que no retiene muchas particulas suspendidas en el fluido dentro del orificio.Sin embargo, estas particulas se pueden acumular en la entrada de la placa y se puede entonces poner un orificio excentrico en el nivel del fondo de la tubería para disminuir las pérdidas de carga por el roce que ocasionan. Asi, las mayores desventajas de este medidor son su capacidad limitada y la lata perdida de carga ocasionada tanto por los residuos del fluido como por las perdidas de energia que se producen cuando se forman vórtices a la salida del orificio.
Algunos tipos de placas orificios son los siguientes:
La concéntrica sirve para líquidos, la excéntrica para los gases donde los cambios de presión implica condensación, cuando los fluidos contienen un alto porcentaje de gases disueltos.
Ahora veamos cómo es que se puede medir caudal usando estos medidores: para medir las presiones, debemos situar dos puntos en lugares distintos( antes y despues del orificio) y dependiendo de donde hayamos puesto estos ptos para medir, seleccionar los valores adecuados de Cy K.
Como este mededor es de bajo costo e instalacion y, a menos que el fluido tenga caracteristicas especiales que nos indiquen que es mejor no utilizarlo, se prefiere en la industria que se usen este tipo de medidores. A coontinuacion, especificaciones que se deben cumplir al momento de seleccionar una placa de orificio como medidor extraidas de la pagina de ICA ( Instituto de Control y Automatización)
Requisitos a que debe de ajustarse la placa de orificio
A fin de poder hacer uso de los coeficientes publicados que caen dentro de las tolerancias permitidas, el orificio debe llenar las siguientes especificaciones:
- El espesor en la sección cilíndrica, no debe exceder ninguno de las siguientes limites
-
si el espesor por la rigidez requerida debe se mayor de estos limites, entonces las caras del orificio deberán ser biseladas a un ángulo no menor de 45° del eje de la tubería en su defecto, ser rebajada en la zona del orificio hasta los limites especificados.
- El flujo que da la cara al flujo corriente arriba debe ser un ángulo recto cualquier redondeo en el filo no deberá exceder de 0.25% del diámetro del orificio para asegurar una exactitud en la medición dentro del 0.1%
- La cara corriente arriba debe estar tan pulida como comercialmente sea posible.
- La porción de la placa que se extiende dentro de la tubería deberá ser plana dentro de una tolerancia de 0.01" por pl. de radio.
- La placa de orificio debe sentarse en la tubería de manera tal que la excentricidad sea menos 3% del diámetro de la tubería.
La gran ventaja de la placa de orificio en comparación con los otros elementos primarios de medición, es que debido a la pequeña cantidad de material y al tiempo relativamente corto de maquinado que se requiere en su manufactura, su costo llega a ser comparativamente bajo, aparte de que es fácilmente reproducible, fácil de instalar y desmontares y de que se consigue con ella un alto grado de exactitud.
Desventajas en el uso de la placa de orificio
- Es inadecuada en la medición de fluidos con sólidos en suspensión.
- No conviene su uso en la medición de vapores (se necesita perforar la parte inferior)
- El comportamiento en su uso con fluidos viscosos es errático pues la placa se calcula para una temperatura y una viscosidad dada.
- Produce las mayores perdidas de presión en comparación con los otros elementos primarios.
Tobera de Flujo
La tobera de flujo, es un instrumento de medición que permite medir diferecial de presiones cuando la relación de beta= At/A1, es demasiado alta para la placa orificio, esto es, cuando la velocidad del flujo es mucho mayor y las pérdidas empiezan a hacerse notorias.Luego, al instalar un medidor de este tipo se logran mediciones mucho más exactas. Además este tipo de medidor es útil para fluidos con muchas partículas en suspensión o sedimentos, su forma hidrodinamica evita que sedimentos transportados por el fluido queden adheridos a la tobera.
La instalacion de este medidor requiere que la tuberia donde se vaya a medir caudal, este en linea recta sin importar la orientacion que esta tenga. Si se esta tratando con fluidos como gases, conviene que la tuberia este en linea recta.
A continuación, instrucciones de instalacion y tomas de presión(información extraída de ICA )
En tuberías horizontales e inclinadas las conexiones de presión para la tubería desde la boquilla de flujo al instrumento, deben hacerse, como sigue: (a) en instalaciones para gas a la parte alta de la tubería o brida, (b) en instalaciones para líquidos a un lado de la tubería o brida, y (c) en instalaciones para vapor, a la parte alta de la tubería o brida cuando el instrumento esta por encima de la línea y a un lado, cuando esta por debajo.
En tuberías verticales, las conexiones de presión pueden hacerse a cualquier lado.
Tomas de presión
El método recomendado para hacer una conexión de presión a una tubería queda ilustrado en Fig. B1698. Selecciónese un niple de tubo cuyo diámetro interior sea ligera- mente menor que las siguientes dimensiones de "k":
k= 1/2" para líneas de 4" y mayores
k= 3/8" para líneas de 3"
k= 1/4" para líneas de 2"
Suéldese el niple a la tubería en la localización deseada de la toma. Utilizando una guía de niple para taladrar, taládrese un agujero de dimensión "k" a través del niple y del tubo. Téngase la certeza de que no haya asperezas dentro del niple, y quítense todas las rebabas y puntos agudos de la orilla interna del agujero.
Instalación
La Fig. B1699 ilustra una típica instalación que emplea una boquilla de flujo. La boquilla de flujo esta instalada en una sección de tubería entre las bridas para permitir su inserción y remoción. Utilicen se empaquetaduras en las bridas de la boquilla, asegurándose de que no se extiendan dentro de la tubería. Las tomas de presión están localizadas a una distancia de un diámetro de tubo en dirección de corriente ascendente y medio diámetro en dirección de corriente descendente. Suéldense niples de tamaño correcto en estos puntos y taládrese a través de ellos según se explicó en la sección anterior.
La toma de presión del lado de corriente descendente nunca debe localizarse más allá de la punta de la boquilla En tamaños pequeños será necesario localizarla a menos de medio diámetro de tubo más abajo de la cara de la boquilla, o bien, debe emplearse una brida de orificio que tenga una conexión de presión según se muestra en Fig. B1699.
Las instalaciones de alta presión y de alta temperatura pueden necesitar una construcción soldada según Be muestra en Fig. B1700. Instálense y taládrense primeramente te las dos tomas de presión; después localícese la boquilla en relación correcta con las tomas y sujétese en la línea con un anillo para soldar. Taladre y rósquese la línea en cuatro puntos y atornillense tornillos para metales para evitar que la boquilla gire.
El tubo Venturi
Un tubo venturi es un elemento de medición especialmente usado donde se necesiten generar diferencias de presiones altas. Además, es un medidor mucho mas preciso que los vistos anteriormente, pues dada su geometria, líneas de flujo que se juntan en la garganta lo hacen de tal manera que incluso este medidor otorga excelentes mediciones aún si se esta trabajando con liquidos viscosos o con liquidos con material en suspension pues en el cuello del venturi es muy difícil que queden sedimentos adheridos, dado que las velocidades son mucho más grandes.
A continuación, se entregan indicaciones de instalacion y medición de caudales usando tubos venturi(informacion obtenida de ICA) :
Instalación
El tubo del medidor esta colocado en la línea de tubería tal como un tubo ordinario, el cono menor formando el extremo de entrada o de flujo de arriba. El tubo mismo esta hecho de varias secciones, varían do el número de ellas según el tamaño del tubo. Cada secci6n tiene una muesca en la orilla de la brida para permitir un alineamiento exacto. El tubo puede instalar- se en cualquier posición: horizontal, vertical o inclinada.
El tubo "Venturi" debe introducirse en un tramo recto de la línea de tubería y tan lejano, hacia abajo como sea posible, de cualesquier origen de trastorno en el flujo, tal como reductores, válvulas, y grupos de conexiones. Para los largos mínimos de tubería recta que deben preceder al tubo de medición, consúltese la hoja de instrucciones de "Tramos de tubería para medidores"
En tuberías horizontales e inclinadas, las conexiones de presi6n para la tubería desde el tubo "Venturi" al instrumento, deben hacerse como sigue: (a) en instalaciones para gas, a la parte superior del tubo, (b) en instalaciones para liq4 dos, a un lado del tubo, y (c) en instalaciones para vapor, en la parte superior del tubo cuando el instrumento esta por encima de la línea, y al lado, cuando está por debajo.
En tubos verticales, las conexiones de presión pueden hacerse a cualquier lado del tubo.
