Reporte de Medidores de Flujo

REPORTE REPORTE DE MEDIDORES DE FLUJO Introducción

Una de las variables importantes a determinar en los procesos lo constituye la cantidad de fluido que fluye por unidad de tiempo (ft 3/seg., L/seg., Gal/min., etc.) o bien la velocidad del flujo (ft/seg., m/min., etc.). uando la mayor!a de los procesos era de manera intermitente la pr"ctica com#n consist!a en pesar los ingredientes y los productos finales. La aplicaci$n de los procesos contin continuos uos %ace %ace surgi surgirr la necesid necesidad ad de cuanti cuantifica ficarr los materi materiales ales tambi& tambi&n n en forma forma continua y al mismo tiempo tener los resultados con mayor precisi$n y e'actitud. l flujo o gasto a diferencia de la presi$n y temperatura no afecta las propiedades de las sustancias que fluyen, sin embargo, cuando se trata de una reacci$n qu!mica o una operaci$n de meclado de diversos productos las cantidades de las sustancias deben de ser cuidadosamente dosificadas. *tra de las raones por las cuales el gasto o flujo debe de ser medido es por las limitaciones de capacidad y dise+o del equipo de proceso. La medici$n continua tiene lugar a medida de que el fluido fluye a trav&s de las redes de tuber!a obteni&ndose una verificaci$n constante, registro y control autom"tico del flujo del fluido. 'isten varios m&todos de medici$n, como lo son los m&todos directos y los m&todos indirectos siendo algunos de estos medidores los siguientes

• • • • • • •

-edidores de desplaamiento positivo. -edidores magn&ticos. -edidores de turbina. -edidores indirectos. -edidores de carga variable. -edidores de "rea variable. -edidores de velocidad.

ada ada uno de los tipos de medido medidores res de flujo flujo present presentaa ventaja ventajass y desven desventaja tajas. s. La selecci$ selecci$n n adecua adecuada da para para un proceso proceso determ determina inado do deber" deber" contem contempla plarr par"me par"metro tross t&cnico t&cnicos, s, econ$m econ$mico icos, s, de dispon disponibi ibilid lidad, ad, etc. etc. sta sta selecci$ selecci$n n corresp correspond ondee a la del ingeniero qu!mico. l trabajo e'perimental consiste en determinar el coeficiente de descarga de la placa de orifici orificio o uno de los medido medidores res mas comunes comunes,, basado en la medici$n medici$n de la ca!da ca!da de  presi$n causado por la disminuci$n del "rea de flujo por la inserci$n de alg#n mecanismo. l transportarse el fluido por esta reducci$n aumenta su energ!a cin&tica (velocidad). *tro tipo de medidor considerado es el rot"metro (medidor de "rea variable), en donde la ca!da de presi$n es constante y la lectura registrada es funci$n del "rea de flujo.

La ecuaci$n general de medidores de flujo se obtiene a partir de un balance de energ!a, representada por la siguiente f$rmula

Q = C  D

π d / 0

 g c ∆ P 

ρ 

0

1 − β 

En donde: 2  flujo volum&trico. 4  coeficiente de descarga del medidor. d  di"metro de la secci$n reducida. ρ  densidad del fluido. ∆5  ca!da de presi$n debida al "rea reducida. β = relaci$n de di"metros (d/4) 4  di"metro de la tuber!a en donde est" instalado el medidor de flujo.

La manera m"s simple de obtener la ca!da de presi$n es emplear un man$metro diferencial en 6U7. Objetivos

•

• • •

onocer las diferencias en el funcionamiento de los medidores 1. 5laca de orificio. . 8entura. 3. 9ot"metro. 'plicar el fundamento de las ecuaciones generales para los medidores citados. *perar adecuadamente el equipo instalado en el L- y obtener los datos necesarios para la realiaci$n de los c"lculos posteriores al trabajo e'perimental. naliar los datos obtenidos e'perimentalmente con los que sostienen en la literatura.

Problem e!"erimentl

• •

4eterminar e'perimentalmente el coeficiente de la placa de orificio. 4eterminar e'perimentalmente la curva de calibraci$n del rot"metro.

Mteril # e$ui"o

• •

9ot"metro y placa de orificio instalados en el intercambiador de tubos y coraa. ron$metro.

Servicio

• •

gua. nerg!a el&ctrica.

Indicciones e!"erimentles

1. verificar que el man$metro en 6U7 del intercambiador de tubos y coraa no tengan fugas. . mantener siempre abierta la v"lvula de salida de agua al recipiente abierto. 3. mantener siempre cerrada la v"lvula de servicio de retorno de agua %elada.

Resultdos e!"erimentles:

 una temperatura del agua de servicio de :;  d= ,493 D= 0,622 in Q (GPM) $ 2 3 4 %

Q (ft/seg) 0,0022 0,0044 0,0066 0,00&& 0,0$$0

h man. en U 0,$ 0,3 0,6 0,9 $,4

∆P (l/ft) 2,%& ','3 $%,4' 23,20 36,09

! (ft/seg) 0,99% $,990 2,9&% 3,9&0 4,9'%

"e 4,$'03 &,3303 $,2%04 $,6'04 2,0&04

#d 3,$%93 $,&240 $,2&9& $,0%3$ 0,&444

5ara la calibraci$n del rot"metro se llenaba un recipiente de volumen conocido y se med!a el tiempo que se tardaba en llenar, despu&s se %ac!an los c"lculos correspondientes para determinar el flujo de este y comparar los resultados e'perimentales con la medida que daba el rot"metro, aunque no se muestran los resultados en este reporte, se observ$ que efectivamente el flujo indicado en el rot"metro era corecto.

5ara realiar los c"lculos se utiliaron las siguientes f$rmulas V  =

Q  A

C d  =

0

π d /

1 − β 0  g  ∆ P  c

 ρ 

%onclusiones

omo se observ$ e'perimentalmente las ca!das de presi$n son proporcionales al incremento de la velocidad, provocando con ello un aumento en el factor de fricci$n, como lo demuestra la ecuaci$n de 4arcy para el c"lculo de factor de fricci$n, adem"s comprobamos que el coeficiente es inversamente proporcional al 9eynolds, debido a que al aumentar el di"metro de la tuber!a disminuye el coeficiente de descarga