Introduccion A La Medicion de Flujo
October 1, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
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6. INTRODUCCIÓN A LA MEDICIÓN DE FLUJO CURSO INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
FLUJO FLU JO O CAUDAL •
•
El flujo o caudal se define como la cantidad de fluido que circula en un determi rminado lugar por unidad de tie tiempo mpo. flujo vol qudeaedsa edlevlodluum fLlouim doásqcuoempúansaesa etlraflu véjo s dvolumé e uumétri na strico ecco, ció, n cteonpdoer uniidad un dad de ti tiem empo po..
2
FLUJO FLU JO O CAUDAL •
En otras palabras, el caudal vincula el volumen en relación al tiempo y su ecuación sería así:
= = •
•
•
Q es el caudal medido en Τ es el volumen medida en es el tiempo medido en 3
UNIDADES DE MEDICIÓN DE FLU FLUJO JO •
FLU FL UJO VOL OLUM UMÉT ÉTRI RICO CO.. Volum olumen en que que pa pasa sa po porr un unid idad ad de tiem tiempo po.. •
•
FLUJO MÁSIC SICO. Masa que pasa pasa por uni nid dad de tiem emp po. •
•
l/min , m3/h, GPM GPM, bbl/d l/d
kg/h, T/día. /día.
FLUJO VOLUMÉTRICO NORMALIZADO. El volumen que pasa por unid un idad ad de ti tiem empo po,, su supo poni nien endo do val alor ores es de pres presió ión n y tem empe perratur tura. •
SCFM (pie cubico por minuto normalizado), Nm3/h (metro cubico por horaa normaliz hor normalizado ado
•
Los instrumentos encargados de medir un caudal se denominan caudalímetros o me medi dido dore ress de ca caud udal al.. 4
ALGUNOS MÉTODOS PARA MEDIR EL CAUDAL PLACA DE ORIFICIO PRESIÓN DIFERENCIAL
TUBO VENTURI
MEDIDOR ROTATIVO DESPLAZAMIENTO POSITIVO
TOBERA TUBO PITOT
VELOCIDAD
TURBINA ULTRASÓNICOS
DISCO GIRATORIO PISTÓN OSCILANTE
MÁSICOS
CORIOLIS TÉRMICO
ÁREA VARIABLE
ROTÁMETRO
VORTEX ELECTROMAGNÉTICO 5
UNA APROXIMACIÓN DEL GRADO DE UTILIZACIÓN DE LAS DIFERENTES TECNOLOGÍAS DE MEDICIÓN DE %
CAUDAL
FUENTE: Instrumentación y control en instalaciones de proceso, energía y servicios auxiliares. QUIE0108. Santiago Rojano Ramos, 2014. 6
MEDIDOR DE ÁREA VARIABLE INTRODUCCIÓN A LA MEDICIÓN DE FLUJO
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ROTÁMETROS •
•
Consiste de un flotador que se mueve libremente dentro de un tubo vertical ligeramente cónico, con el
ÁREA ANULAR
ext xtrrem emo o ango angost sto o ha haci ciaa ab abaj ajo. o. El fluido entra por la parte inferior del tubo y hace que el flotador suba. Al ascender el flotador, va dejando liburee ulan áfrueearzean fporromdaucaidnaulapr ohrastla q presión diferencial en las caras superior e inferior del flotador se equilibra. 8
ROTÁMETROS Fuerzas en un flotador: Peso del flotador Fuerza de arrastre arrastre del fluido sobre el flotador • •
•
Fuerza de empuje del fluido sobre el flotador
KROHNE H250 M9
DWYER RMB-50-SSV 9
MEDIDOR DE PRESIÓN DIFERENCIAL INTRODUCCIÓN A LA MEDICIÓN DE FLUJO
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PLACA DE ORIFICIO Y TRANSMISOR DE PRESIÓN DIFERENCIAL
PLACA DE ORIFICIO
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MEDICIÓN DE FLUJO
•
•
POR PRESIÓN DIFERENCIAL La medición de flujo por este método se basa en la diferencia de presi pre sion onees pr prov ovoc ocad adaa por un es estr trec echa hami mien entto en la tu tube berí ríaa por donde circ circul ulaa el flui fluido do (l (líq íqui uido do,, va vapo porr, gas as). ). La presión diferencial es captada y medida por medio de dos tomas ubic ub icad adas as ag agua uass ar arri riba ba y ag agua uass de deba bajo jo de dell es estr trec echa hami mien ento to.. TRANSMISOR DE PRESIÓN DIFERENCIAL ELEMENTO PRIMARIO DE FLUJO
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SENSORES DE FLU FLUJO JO POR PR PRESIÓN ESIÓN
•
DIFERENCIAL El uso de la presión diferencial tiene como principio el de instalar un ELEMENTO en la tubería por donde pasa el caudal. Lo más más comunes son: •
PLAC PL ACAS AS DE OR ORIF IFIC ICIO IO
•
TUBO TU BO VEN VENTU TURI RI
•
TOBERA 13
TRANSMISOR DE PRESIÓN DIFERENCIAL FLUJO) FLUJO) •
•
La presión diferencial creada por la placa, la tobera o el tubo Venturi, puede medirse con un transmisor de presión diferencial. A partir de la señal de presión diferencial el transmisor enviará una señal eléctrica hasta el compu omputa tado dorr de fl fluj ujo. o. 14
FÓRMULA PARA PARA CALCULAR CALCULAR EL CAUDAL
VOLUMÉTRICO
=∙∙∙
∙
∆
= factor experimental de expansión = coeficiente de descarga
= coeficiente global de corrección = Área de la sección de tubería en el punto A = Área de la sección de la placa de orificio ∆ = Presión diferencial (Medida por el transmisor ) = Densidad del fluido
= ∆
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ACONDICIONAMIENTO DE RAÍZ CUADRADA •
La manera de convertir la señal del transmisor en una dirrectam di ctamen entte prop propor orci cio onal nal al cauda audall es obt obtener ener,, o extr xtraer aer, la raíz cuadrada de la señal de salida del transmisor de caudal.
16
16
ACONDICIONAMIENTO DE RAÍZ CUADRADA •
•
•
Este acondicionamiento acondicionamiento de señal de raíz cuadrada viene incorporado al interior del transmisor. í í =
−
∙16+4
−
% = •
∙ 100
PV = Variable de proceso (Presión diferencial medida)
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CALCULO SALIDA RAÍZ CUADRADA •
Suponga un transmisor de presión diferencial con un rango de 0 a 120 inH2O y salida de 4-20 mA función cuadrática. PRESIÓN DIFERENCIAL NO ES PROPORCIONAL
í í = 300 ∙ 16 + 4 = 12 120 % =
300 ∙ 100 = 50 120
FLUJO ES PROPORCIONAL A LA SALIDA RAIZ CUADRADA
% Función Lineal
Presión diferencial (inH2O)
Salida Raíz Cuadrada (mA)
Flujo %
0 25 50 75 100
300 60 90 120
142 15.31 17.86 20
500 70.71 86.6 100
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TRANSMISOR DE PRESIÓN DIFERENCIAL
•
PARA FLUJO presión diferencial
Un transmisor de tiene un rango en presión de 0-100 inH2O para medir flujo de 0 - 158 GPM. Comp Co mple lette las las sigu siguie ient ntee tabl tabla. a. % Función Lineal
Presión diferencial (inH2O)
Salida Raíz Cuadrada (mA)
Flujo GPM
0 25 50 75
0 25 50 75
4 12 15.31 17.86
0 79 111.72 136.83
100
1 00
20
158
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FORMULAS MEDICIÓN DE FLUJO •
•
ACONDICIONAMIENT O RAÍZ RAÍZ CUDRADRA PV = ACONDICION Variable de procesoAMIENTO (Presión diferencial medida) í í = •
=
í í −
−
∙16+4
∙ +
•
%FL = Porcentaje Función Lineal •
•
í í = %
=
∙ +
∙%
+4
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COMPUTADOR DE FLUJO
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SISTEMA DE MEDICIÓN MEDICIÓN DE FFLU LUJO JO
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CALIBRACIÓN DE TRANSMISOR DE FLUJO
PRESIÓN DIFERENCIAL) MULTIMETRO DIGITAL CERTIFICADO
PATRÓN DE PRESIÓN
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CALIBRACIÓN DE TRANSMISOR DE FLUJO
PRESIÓN DIFERENCIAL)
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PRUEBA DE TRANSMISOR DE FLUJO PRESIÓN DIFERENCIAL)
•
Un transmisor de presión diferencial tiene un rango en presión de 0-120 inH2O para medir flujo de 0 - 400 GPM. Comp Co mple lette las las sigu siguie ient ntee tabl tabla. a. % Función Lineal
Presión diferencial (inH2O)
Salida Raíz Cuadrada (mA)
Flujo GPM
0 25 50 75
0 30 60 90
4
0
100
120
20
400
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NORMATIVIDAD •
•
•
Para el cálculo de los tamaños, diámetros, grosores de las placas de oricio, tubos Vent enturi y toberas; así como, las distancias pa parra las colocar las tomas de medición de presión y todo los requerimientos necesarios para una instalación donde se mide flujo por medio de la presión existen normas bajo las cuales podemo pod emoss gui guiarno arnos. s. ISO 5167-1:2003 Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section cr oss-section conduits running full. • •
Part 1: General principles and requirements requirements Part 2: Orifice plates plates
•
Part 3: Nozzles and Venturi nozzles
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NORMATIVIDAD •
ANSI AN SI//API API 2530 2530//AGA AGA 3 •
•
On orifice meter primary elements elements
ASME MFC-3M •
2004 – Measurement of Fluid Flow in Pipes Using Orifice, Nozzle, and Ven Venturi turi •
This Standard specifies the geometry and method of use (installation and flowing conditions) for pressure differential devices (including, but not limi limited tedconduit to, orif orifice ice plate plates, s, nozzles, , and venturi tubes tubes) when inst installed in a closed running fullnozzles and use to determine the) flow-rate ofalled the fluid flowing in the conduit
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MEDIDOR CORIOLIS INTRODUCCIÓN A LA MEDICIÓN DE FLUJO
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PRINCIPIO DE MEDICIÓN CORIOLIS •
•
El sensor de flujo tipo Coriolis consiste en dos tubos encapsulados en un compartimiento. Durantee la operación, una bobina impulsora provoca que los Durant tubos oscilen a su frecuencia de resonancia natural.
SENSOR1
SENSOR2
BOBINA
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FUERZA DE CORIOLIS •
La fuerza de Coriolis aparece cuando en un sistema se superponen movimientos en línea recta y movimientos rotativos. masa Fuerza de Coriolis Persona en reposo en una plataforma giratoria.
Velocidad lineal
En ausencia de movimiento lineal sólo se perciben las fuerzas centrífugas
= 2
Velocidad angular de rotación
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CAUDALIMETRO DE EFECTO CORIOLIS •
En un caudalíme metr tro o de efecto Coriolis, cada par arttícula de masa del fluido se halla sometida a la misma influencia que el cuerpo de la persona en la platafo plat aforma rma gira giratori toria. a.
La pl plaata taffor orma ma gi girrat ator oria ia se sustituye en el caudalímetro por un movimiento de o tusbciolascidóen mdeedicuinón peanr su frecuencia de resonancia.
1. 2. 3. 4.
Tub ubos os de med medició ición n Bobina Sensor 1 Sensor 2
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PRINCIPIO DE MEDICIÓN CORIOLIS •
•
A la entrada del tubo, las part pa rtíícu cula lass de flui fluid do de ma massa m experimentan un desplazamiento que las aleja del centro de rotación Z1, y regresan de nuevo al centro Z2 a medida que se aproximan al ext xtre remo mo de sa salilida da.. La diferencia de fase ∆ se registra en los sensores A y B y es dir direct ctam amen entte pr prop opor orci cion onal al al caud caudal al mas asic ico. o.
ENTRADA
SALIDA
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MEDIDOR CORIOLIS MICRO MICRO MOTION MOTION F050S CABLEADO
A: Alimentación (+) B: Alimentación (-) C: RS485/A D:RS485/B
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PROLINK III •
Con una interfaz intuitiva, la aplicación de software ProL Pr oLin inkk III III, le permite acceder fácilmente a toda la información que puede necesitar para configurar, evaluar y gestionar caudalímetros MicrolosMotion Rosemount.
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TRANSMISOR MICRO MOTION 3700
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MEDIDORES DE FLUJO DE AGUA DOMICILIARIOS INTRODUCCIÓN A LA MEDICIÓN DE FLUJO
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TIPOS DE MEDIDORES Disco oscilante Desplazamiento o volumétricos Pistón oscilante
Medidores domiciliarios
Chorro único De turbina o velocidad Chorro múltiple Electromagnéticos
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MEDIDORES DE TURBINA TURBINA O VE VELO LOCIDAD CIDAD •
Estos medidores emplean un pr proc oced edim imie ien nto mec mecánic ánico o yveloqcuiedadpodrel aacgcuióangirdaen ulna mecanismo móvil, el cual puede ser una turbina o hélice.
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MEDIDORES DE TURBINA O VELOC VELOCIDAD IDAD DE •
CHORRO ÚNICO
Su mecanismo es accionado por medio de un chorro único de agua, que incide de forma circulante sobr sobree una turbina alojada en el interior del cuerpo.
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MEDIDORES DE TURBINA O VELOC VELOCIDAD IDAD DE •
CHORRO MÚLTIPLE
El mecanismo es accionado por varios chorros tangenciales de agua. Se distinguen del chorro único, en que la turbina está dentro de la cámaraopuestos. con varios orificios de entrada y salida, diametralmente
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MEDIDORES DE CHORRO CHORRO ÚNICO Y
•
•
•
CHORRO MÚL MÚLTIPLE TIPLE
Ambos medidores miden el volumen de agua por la vel eloc ocid idad ad de la turb turbin ina. a. Tanto en el sistema único como en el múltiple, la turbina está en contacto con el agua, puesto que es en la que recibe el impulso que transmite el movimiento al mecanismo indicador. Con el chorro múltiple se consigue un funcionamiento más equilibrado de la turbina y, en teoría, mayor durabilidad del cont ontador ador y mejo mejorr compo omport rtam amiient ento a bajo bajoss cauda audalles. es.
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MEDIDOR DE AGUA MARCA ADCCOM DE
CHORRO MÚL MÚLTIPL TIPLEE
Medidor toma domiciliaria de chorro múltiple para agua potable fría, conexión roscada, cuerpo de plástico, regulado por la NOM 012 SCFI 1994. Exactitud de ±2%.
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FIN DE LA PRESENTACIÓN
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