8/18/2019 Medidores en Conductores Abiertos

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MEDIDORES EN CONDUCTORES ABIERTOS-VERTEDEROS

I.  INTRODUCCION:

Este laboratorio tiene comoobjetivo principal estudiar el efecto, funcionamiento y lasaplicaciones tecnológicas de algunos aparatos medidores de flujo el cual su invención

data de los años 1.800,como el Tubo Venturi, donde su creador luego de muchos cálculos

ypruebas logró diseñar un tubo para medir el gasto de un fluido, es decir la cantidad de

flujo por unidad detiempo. Principalmente sufunción se basó en esto, y luego con

posterioresinvestigaciones para aprovechar las condiciones que presentaba el mismo, se

llegaron a encontrar nuevas aplicaciones como la de crear vacío a través de la caída

depresión.

Luego a través de los años se crearon aparatos como los rotámetros y los fluxómetros queen la actualidad cuenta con la mayortecnología para ser más precisos en lamedición del

flujo. También tener siempre presente la selección del tipo de medidor, como los factores

comerciales, económicos, para el tipo de necesidad que se tiene etc.

El estudiante o ingeniero que conozca los fundamentos básicos y aplicaciones que se

presentan en estetrabajo debe estar en capacidad para escoger el tipo de medidor que se

adapte a las necesidades que el usuario requiere.

II.  OBJETIVOS:

1.Graficar la curva de calibración del rotámetro, velocidad de flujo contra lectura del

rotámetro (ajuste lineal).

2.Establecer la curva experimental del flujo másico general para el vertedero

rectangular (m=f(b,h)).

III.  MARCO TEORICO:

MEDIDOR DE FLUJO (volumen/tiempo):

Capas de cuantificarlo de un determinado fluido.

Uncaudalímetro es un instrumento de medida para la medición decaudal o

gasto volumétrico de unfluido o para la medición delgasto másico. Estos aparatos

suelen colocarse en línea con latubería que transporta el fluido. También suelen

llamarsemedidores de caudal,medidores de flujo oflujómetros.

 

CARACTERÍSTICAS DE UN MEDIDOR DE FLUJO:

http://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/romandos/romandos.shtml#PRUEBAShttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/la-estadistica/la-estadistica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/selpe/selpe.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/selpe/selpe.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Caudal_(fluido)http://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gasto_m%C3%A1sicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gasto_m%C3%A1sicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADahttp://www.monografias.com/trabajos12/romandos/romandos.shtml#PRUEBAShttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtmlhttp://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/la-estadistica/la-estadistica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/selpe/selpe.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Caudal_(fluido)http://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gasto_m%C3%A1sicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADahttp://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtml

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-  Rango: los medidores disponibles en el mercado pueden medir flujos desde

varios mililitros por segundo (ml/s) paraexperimentos precisos

delaboratorio hasta varios miles de metros cúbicos por segundo (m3 /s)

parasistemas de irrigación deagua o agua municipal o sistemas de drenaje.

Para una instalación de medición en particular, debe conocerse el orden demagnitud general de la velocidad de flujo así como el rango de las variaciones

esperadas.

-  Exactitud requerida:cualquier dispositivo de medición de flujo instalado y

operado adecuadamente puede proporcionar una exactitud dentro del 5 % del

flujo real. La mayoría de los medidores en el mercado tienen una exactitud del

2% y algunos dicen tener una exactitud de más del 0.5%. Elcosto es con

frecuencia uno de los factores importantes cuando se requiere de una gran

exactitud.

-  Pérdida de presión: debido a que los detalles deconstrucción de los distintos

medidores son muy diferentes, éstos proporcionan diversas cantidades de

pérdida de energía o pérdida de presión conforme el fluido corre a través de

ellos. Excepto algunos tipos, los medidores de fluido llevan a cabo la medición

estableciendo una restricción o un dispositivo mecánico en la corriente de flujo,

causando así la pérdida de energía.

-  Tipo de fluido: el funcionamiento de algunos medidores de fluido se encuentra

afectado por las propiedades y condiciones del fluido. Una consideración básica

es si el fluido es un líquido o ungas. Otros factores que pueden ser importantes

son laviscosidad, la temperatura, lacorrosión, la conductividad eléctrica, la

claridad óptica, las propiedades de lubricación y homogeneidad.

-  Calibración: se requiere de calibración en algunos tipos de medidores.

 Algunos fabricantes proporcionan una calibración en forma de una gráfica o

esquema del flujo real versus indicación dela lectura. Algunos están equipados

para hacer lalectura en forma directa con escalas calibradas en las unidades de

flujo que se deseen. En el caso del tipo más básico de los medidores, tales como

los de cabeza variable, se han determinado formas geométricas y dimensiones

estándar para las que se encuentrandatos empíricos disponibles. Estos datos

http://www.monografias.com/trabajos13/mercado/mercado.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/mercado/mercado.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/cuasi/cuasi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/informe-laboratorio/informe-laboratorio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml#costohttp://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/visco/visco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos3/corrosion/corrosion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/opticatp/opticatp.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/opticatp/opticatp.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/metodo-lecto-escritura/metodo-lecto-escritura.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/textos-escrit/textos-escrit.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/mercado/mercado.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/cuasi/cuasi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/informe-laboratorio/informe-laboratorio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml#costohttp://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/visco/visco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos3/corrosion/corrosion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/opticatp/opticatp.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/metodo-lecto-escritura/metodo-lecto-escritura.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/textos-escrit/textos-escrit.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtml

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relacionan el flujo con una variable fácil de medición, tal como una diferencia

de presión o un nivel de fluido.

TIPOS DE MEDIDORES :

- Medidor de flujo conducto abierto (vertedero).

- Medidor de flujo conducto cerrado (rotámetro).

o Conducto abierto: Dispositivo que se emplea en canales e irrigaciones

(canaletas). Ejemplo: vertederos y resbaladeras.

Vertedero: Presa o nique que se inserta en un canal abierto,

permitiendo que el fluido se pueda acumular en la parte interior del

nique y a través del mismo permite el paso del fluido.

o Conducto cerrado: Dispositivo que se emplea en tuberías. Ejemplo:

rotámetro y tubo Venturi

 Rotámetro: Instrumento utilizado para medir caudales tanto de

líquidos como de gases que trabajan con salto de presión constante. Se

basan en la medición del desplazamiento vertical de un “Elemento

sensible” cuya posición de equilibrio depende del caudal circulante que

conduce simultáneamente a un cambio en el área del orificio de pasaje

del fluido, de tal modo que la diferencia de presiones que actúan sobre el

elemento móvil permanece prácticamente constante.

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OTROS TIPOS DE MEDIDORES DE FLUJO

CALIBRACION DEL ROTAMETRO (grafica):

-

RELACION DEL FLUJO MASICO CON LA BASE DE LA PLACA Y LA ALTURA DEL FLUIDO:

Sensor de flujoLíquidos

recomendados

Pérdida

de

presión

Exactitud

típica en

%

Medidas

y

diámetros

Efecto

viscoso

Coste

Relativo

Orificio

Líquidos sucios y

limpios; algunos

líquidos viscosos

Medio±2 a ±4 of

full scale10 a 30 Alto Bajo

Tubo Venturi

Líquidos

viscosos, sucios y

limpios

Bajo ±1 5 a 20 Alto Medio

Tubo Pitot Líquidos limpiosMuy

bajo±3 a ±5 20 a 30 Bajo Bajo

TurbinaLíquidos limpios

y viscosos Alto ±0.25 5 a 10 Alto Alto

Electromagnet.

Líquidos sucios y

limpios; líquidos

viscosos y

conductores

No ±0.5 5 No Alto

Ultrasonic.

(Doppler)

Líquidos sucios y

líquidos viscososNo ±5 5 a 30 No Alto

Ultrasonic.

(Time-of-

travel)

Líquidos limpios

y líquidos

viscosos

No ±1 a ±5 5 a 30 No Alto

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m= f  ( b , h )

 E1= E

2

 P1

 y

  +Z 1+V 1

2

2g

=

 P2

 y

  +Z 2+V 2

2

2 g

Q1=Q2⇒Q=V . A [ m3

s ]Caudal

h=V 

2

2 g

- ECUACION DE TORRELLI:

V 2=√ 2gh

Q=V . A

dQ=√ 2 ghbdh

∫0

Q

dQ=∫0

h

√ 2g h1 /2

b dh

Q=2

3b √ 2g h

3/2

 ρQ= ρ K −1

h3/2

 K =2

3 ρb√ 2g

m=2

3 ρb√ 2g h

3 /2

m= K h3 /2

logm=log K +α  log h

 K =a+c∗b⇒ c= pendiente

- Luego:

m ( flujomasico )=(a+c∗b )hn (alfa pomedio )

  (grafica)

- Fórmula para encontrar el flujo másico

´m=(a+c∗b )hα  p

IV. PREOCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

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En el laboratorio de operaciones unitarias se utilizó los materiales a utilizar como:

probeta, termómetro, balde, jeringa, placas, rotámetro y vertedero.

  CALIBRACION DEL ROTAMETRO:

Colocaos el indicador de lectura del rotámetro en las escalas dadas en clase (40,

80,120, 160, 180).

 Medimos el volumen del agua en 5 segundos, repetimos el mismo

procedimiento para cada una de las escalas.

Para realizar el experimento dos, colocamos el rotámetro en las nuevas escalas

(50, 70, 90, 110, 130)

Tomando 3 placas 1/4, 5/8 y 3/4 de pulgada, éstos serán colocados, y para cada

uno de ellos mediremos la altura que alcanza en la escala colocada en el

rotámetro.

Calibración del vertedero:

V. DATOS EXPERIMENTALES: