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Medidores de Caudal
Jhonatan Ramírez Gamboa41101054
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Un medidor de caudal es un
instrumento de medida para lamedición de caudal o flujo volumétricode un fluido o en su defecto para lamedición del flujo másico.
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Objetivos
• Contabilizar la transferencia demateria, ya sea, entre diversaspartes del proceso, diferentes
compañías o entre suministrador yusuario
• Realizar un control automático de los
flujos de materia en el sistema.• Optimizar rendimientos en las
unidades de producción aplicando
balances de materia
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Presión diferencial
Placa orificio
Según orificio placa Según perfilConcéntricosExcéntricosSegmentados
Cantos vivosCuarto de circuloEntrada cónica
Tobera Tubo Pitot Tubo Annubar
Cambios de Área
Rotámetro
Cilindro con borde planoCilindro borde saliente cara inclinada afavor del flujoCilindro con borde saliente en contra delflujo
Cambios de Velocidad
vertederos Con contraccionesSin contracciones
turbinas
Desplazamiento Positivo
Medidor rotativo
Birrotor
OvalesCicloidalesDisco giratorio Pistón oscilante Pistón alternativo
Coriolis Impacto Térmicos Electromagnéticos Magnéticos Radiométricos Ultrasónico
Clasificación medidores decaudal
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Presión diferencial
1. Placa orificio
2. Tobera
Convencionales
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Presión diferencial
3.Tubo Pitot 4.Tubo Annubar
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Cambios de Área
• Cilindro con borde plano• Cilindro borde saliente cara inclinada
a favor del flujo• Cilindro con borde saliente en contra
del flujo
Rotatorio
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Cambios de Velocidad
1.Vertedero 2.Turbina
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Desplazamiento positivo
1. Medidorrotativo
2. Discogiratorio
3. Pistónoscilante
4. Pistónalternativo
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No Convencionales
1. Coriolis 2. Impacto 3. Térmico
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No Convencionales
4. Magnéticos 5. Ultrasónico
6. Radiométrico 7.Electromagnético
s
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Ventajas y desventajasVentajas Desventajas
Medidores de área variable
rotámetro
Bajo costo, simplicidad, apto
para caudales muy pequeños,caída de presión constante ymuy pequeña, rangos de cauda10:1, lectura lineal de caudal
No apto para altas presiones,
debe ser montado verticalmente,capacidad limitada para caudalesmuy altos, las versiones estándarno disponen de sistema detransmisión, se debe utilizarsolamente en fluidos limpios
Placa-orificio No tiene componentes móviles,se disponen en un ampliomargen de rangos y tamaños,aptos para la mayoría de gases ylíquidos, no necesita calibracióndel elemento.
Utilizable solo para rangos decaudal 4:1, baja exactitud,perdida de presión norecuperable, la viscosidad afectaal rango de caudal, instalacióncostosa.
Tobera Pérdida de presión permanentees inferior a la placa de orificio.Está disponible en gran variedadde materiales. Es útil para losfluidos que contienen sólidos. Esampliamente aceptado para altatemperatura y el flujo de vapor apresión.
Su costo es más limitado que elde placa orificio, Se limita a lostamaños de las tuberíasmoderado. Se requiere másmantenimiento.
Tubo Pitot Estos tubos no tienen pérdida deproceso. Son baratos de instalar.Algunos de ellos pueden serfácilmente removidos de latubería.
Estos tubos tienen pocaprecisión. No son adecuadospara fluidos sucios y pegajosos.Son sensibles a lasperturbaciones aguas arriba.
Tubo Annubar
Baja pérdida de presión, Grandesdiámetros
Pobres resultados con fluidospegajosos o sucios.
Turbina Fácil instalación y salida lineal
con el fijo, adecuado para lamedición de líquidos limpios ofiltrados, buen rango o espectro,
Útil solo para líquidos de baja
viscosidad, requieren equipossecundaras de lectura.
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Ventajas y desventajasVentajas Desventajas
Desplazamiento positivo Buena exactitud y amplio rango demedida. Buena repetitividad. Buencomportamiento para fluidos muyviscosos, y para aquellos fluidos concondiciones cambiantes.Medida directa de caudalvolumétrico.
Alto costo para grandes tamaños(>6”).Alta pérdida de carga (limitación decaudal). Mal funcionamiento parafluidos sucios (posibles bloqueos delas partes móviles). Pueden dañarsepor sobre velocidad.
Coriolis Posee una alta precisión, tiene pocomantenimiento por lo que esbastante económico en esteaspecto, además es independiente
de temperatura presión, densidad yviscosidad.
Posee altos costos de operación.
Térmicos Es prácticamente independiente dela presión y la viscosidad debido aque se basa en el calor especificodel fluido, posee una alta precisión.
Solo funciona con sólidos y flujosmuy bajos de gases. Necesita de untransmisor de señales que diferencialas temperaturas y las frecuencias.
Ultrasónicos Pueden utilizarse para la mediciónde fluidos limpios como en los quellevan partículas en suspensión.Estas mediciones no generanpérdidas de presión, con medidores
sin elementos móviles que puedeninstalarse tanto de forma internacomo de forma superficial
Debido a su precisión y a su montajeson bastante costosos
Magnéticos
Bajo mantenimiento precisión alta Solo funciona con líquidos quetengan conductividad eléctrica
Electromagnéticos No genera pérdidas de energía, losdatos arrojados no dependen de laviscosidad, tiene bajomantenimiento y como no poseepartes móviles es bastanteconfiable.
Necesita que el fluido posea unaconductividad mínima de 5 s/cm,μ
por lo que no es utilizable en gases.Poseen un alto costo. Si se produceacumulación sobre los electrodos lalectura será errónea.
Radiométricos No se ve afectada por presión,temperatura, viscosidad ni otrascaracterísticas del fluido ,
Es bastante costoso, y puedepresentar algunas dificultades almomento de instalación.
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Aplicaciones
Explotación de petróleo:
• Medición en producciones con altas
presiones.• Medición de cauda de agua para la
extracción de los pozos de petróleo.
Industria química y petroquímica:• Mediciones en medios invasivos o
venenosos, sobre todo gases
producidos en diferentes procesos de
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Criterios de selección ydiseño
•Rango de caudales a cubrir
•Precisión requerida (debe
especificarse para todo el rango)•Repetibilidad requerida
•Ambiente en que se realizará la
medición•Tipo de salida eléctrica requerida
•Pérdida de carga aceptable
•
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Cuadro comparativo
Sensor de flujoLíquidosrecomendados
Pérdida depresión
Exactitud típicaen %
Efecto viscoso Coste Relativo
Electromagnet.
Líquidos sucios ylimpios; líquidosviscosos yconductores
No ±0.5 No Alto
Ultrasonic.
(Doppler)
Líquidos sucios y
líquidos viscosos
No ±5 No Alto
RadiométricosLíquidos sucios ylíquidos viscosos
No ±5 No Alto
TérmicosLíquidosViscosos, FluidosNegros y Gases
Baja 0.40% No Alto
Coriolis
Líquidos
Viscosos, FluidosNegros y Gases
Baja 0.40% No Alto
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Cuadro comparativoCaudal
máx./minPrecisión
% toda escalaPresión
máx. Bar TempMax. C
Perdida decarga máx.
m=mb=bar
Materiales deconstrucción
Coste relativo
Placa 3:1 1-2% 400b 500 20m Metales yplásticos
baja
Tobera 4:1 0.9-1.5 400b 500 16m Acero, aluminio Medio
Tubo venturi 4:1 0.75 400b 500 4m Metales yplásticos
Muy alto
Tubo pitot 4:1 1.5-4 400b 500 ------ Metales yplásticos
bajo
Tubo annubar 4:1 1 400b 500 ------ Metales yplásticos
bajo
Rotámetro 10:1 1-2 400 250 5m Vidrio, cerámica bajo
Vertedero 3:1 ------ ------ 60 ------ metal alto Turbina 15:1 0.3% 200b 250 0.7b ------- -------Disco oscilante 5:1 1-2% 10-150b 120 0.3m metales Bajo
Pistón oscilante 5:1 0.2-0.5% 25b 150 10b metales medio
Pistónalternativo
5:1 0.2% 25b 100 0.2m metales alto
Paredesdeformables
10:1 1 100b 150 0.3b metales medio
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Resumen
• Un medidor de caudal es uninstrumento utilizado para medir lamasa o el caudal volumétrico de un
líquido o gas, o en su defecto unmaterial solido granulado. Estosinstrumentos tienen una serie de
características que los definen, engeneral, estas características soneléctricas, operativas y ambientales ,entre las más importantes sedestacan, el tipo de fluido,
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Review
• A flowmeter is an instrument used tomeasure the mass or volume flow of a liquid or gas, or alternatively a solid
granular material. These instrumentshave a number of characteristics thatdefine them , in general, these
characteristics are electrical,operational and environmental,among the most important are thetype of flow, Fmax / Fmin,temperature and fluid pressure,
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Bibliografía• Revista automática e
instrumentación. Medidores decaudal: Informe. No 309 (julio
2000, pag 193). Concepción Roca.Barcelona.• http://www.vega.fr/downloads/PR/E
S/36050-ES.PDF• http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/
articuloses/medidores/medidoresde
qentuberias/medidoresdeqentuberi
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