Este documento resume los principales tipos de instrumentos para medir flujo de fluidos, incluyendo medidores de diferencia de presión, medidores de área variable, medidores magnéticos y medidores de turbina. Explica brevemente el funcionamiento de cada instrumento y la importancia de medir el flujo en procesos industriales.

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” AMPLIACION MARACAIBO
FACULTAD DE INGENIERÍA.
ELECTIVA
INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
EVALUACION DEL TERCER CORTE
PRIMER 20%
INTEGRANTES:
GRILDY GONZALES. CI: 19704693.
JOSE M BASTIDAS. CI: 13376127.
JOSE LARREAL. CI: 27197469.
RICHARD PADREN. CI: 23853652.
MARACAIBO, 16 DE AGOSTO DEL 2016
MEDICIÓN DE FLUJO

2. Esta investigación tiene como objetivo principal estudiar el efecto, funcionamiento y
las aplicaciones 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 y pruebas logró diseñar un tubo para medir el gasto de un fluido,
es decir la cantidad de flujo por unidad de tiempo.
Principalmente su función se basó en esto, y luego con
posteriores investigaciones para aprovechar las condiciones que presentaba el
mismo, se llegaron a encontrar nuevas aplicaciones como la de crear vacío a
través de la caída de presión.
Luego a través de los años se crearon aparatos como los rotámetros y los
fluxómetros que en la actualidad cuenta con la mayor tecnología para ser más
precisos en la medición 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 este trabajo debe estar en capacidad para escoger el tipo de
medidor que se adapte a las necesidades que el usuario requiere.
INTRODUCCIÓN

3. DEFINICIONES
- FLUJO DEL FLUIDO: El cual lo puedes definir como la substancia o medio continúo que
se deforma continuamente conforme transcurre el tiempo ante cualquier tensión aplicada
sobre él. Ejemplos, el agua, la lava, el humo y cualquier substancia fundida.
Ahora Flujo de Fluido pues es el movimiento, (el brote, el circular ) de la substancia viscosa
o no.
- TUBERÍAS: Es un conducto que cumple la función de transportar agua u otros fluidos.
Se suele elaborar con materiales muy diversos. También sirven para transportar
materiales que, si bien no son propiamente un fluido, se adecuan a este sistema:
hormigón, cemento, cereales, documentos encapsulados.
- PLACA DE ORIFICIO: consiste en una placa perforada que se instala en la
tubería, el orificio
que posee es una abertura cilíndrica o prismática a través de la cual fluye el
fluido.
El orificio es normalizado, la característica de este borde es que el chorro que
éste genera no toca en su salida de nuevo la pared del orificio.

4. -VENTURI: Consiste en un fenómeno en el que un fluido en
movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su
presión cuando aumenta la velocidad al pasar por una zona
de sección menor. En ciertas condiciones, cuando el aumento
de velocidad es muy grande, se llegan a producir presiones
negativas y entonces, si en este punto del conducto se
introduce el extremo de otro conducto, se produce una
aspiración del fluido de este conducto, que se mezclará con el
que circula por el primer conducto. Este efecto, demostrado
en 1797, recibe su nombre del físico italiano Giovanni Battista
Venturi (1746 – 1822).
- TOBERA: Consiste en una entrada de forma cónica y restringida mientras que
la salida es una expansión abrupta. En este caso la toma de alta presión se ubica
en la tubería a 1 diámetro de la entrada aguas arriba y la toma de baja presión se
ubica en la tubería al final de la garganta.
Este tipo de sensor de flujo permite flujos hasta 60% superiores a los de la placa
orificio, siendo la caída de presión del orden del 30 a 80% de la presión diferencial
medida. Estos instrumentos se utilizan en aplicaciones donde el fluido trae
consigo sólidos en suspensión, aunque si estos son abrasivos pueden afectar la
precisión del instrumento.

5. CLASIFICACION DE FLUJOS
Esta puede realizarse de muchas maneras dependiendo al cambio de velocidad y dirección
que sufren las partículas debido al espacio recorrido, al cambio de velocidad, dirección y
posición de las partículas respecto al tiempo o a los procesos termodinámicos que se puedan
presentar en dicho movimientos. Así, un flujo puede ser: Laminar o turbulento.
- FLUJO LAMINAR: Es aquel en el que el movimiento de las partículas tiene solamente el
sentido y la dirección del movimiento principal del fluido. Se puede presentar en un conducto
cerrado trabajando a presión (tuberías), en un conducto abierto (canal) o en conducto definido
por el medio estudiado (chorros de liquido , hilos o volúmenes definidos de gases, miscibles en
medio circundante)
- FLUJO TURBULENTO: Es aquel en el que las partículas del fluido tienen desplazamiento en
sentidos diferentes al del movimiento principal del fluido. Se pueden presentar en el mismo tipo
de conductos referidos al régimen laminar.

6. IDENTIFICAR LAS UNIDADES DE MEDICIÓN
DE FLUJO
El flujo de fluidos puede ser expresado de tres formas:
Flujo volumétrico, flujo másico y velocidad de flujo
-
.
FLUJO VOLUMÉTRICO (q) indica el volumen de un fluido en movimiento que pasa por
un punto en una unidad de tiempo. FLUJO MÁSICO (qm) está expresado en unidades
de masa por unidad de tiempo. La velocidad de un material se denomina VELOCIDAD
DE FLUJO (qv). Estas tres cantidades están relacionadas por:
Q = flujo volumétrico y se expresa en metro cúbico por segundo ó en galones por
minuto. Qm= flujo masivo= pq y se expresa en kilómetros por segundos.
Qv= velocidad de flujo= q/a y se expresa en metros por segundos. Donde:
=densidad del fluido en kilogramo por metro cúbico. A = área transversal de la
tubería en metro cuadrado
Existen muchos métodos confiables y precisos para medir flujo. Unos son aplicables
solamente a líquidos, otros a gases y vapores, y algunos a líquidos, gases y vapores. El
fluido puede ser limpio o sucio, seco o húmedo, erosivo o corrosivo. Las condiciones del
proceso tales como: tipo de fluido, presión, temperatura, densidad, viscosidad, pueden
variar. Todos estos factores afectan la medición y deben ser tomados en cuenta en el
momento de seleccionar un medidor de flujo. Es necesario por lo tanto, conocer el principio
de operación y características de funcionamiento de los diferentes medidores de flujo
disponibles

7. IDENTIFICAR LOS INSTRUMENTOS DE
MEDICIÓN DE FLUIDO
FLUJO DE VOLUMEN
Los instrumentos más comunes usados para medir dicho flujo
de volumen son los siguientes:
- medidor de diferencia de presión
- medidor de área variable
- medidor de desplazamiento positivo
- medidor de flujo de turbina
- medidor de flujo electromagnético
- medidor de emisión de torbellinos
- medidor de ultrasonido
MEDICIÓN MASIVA
-Compensación de presión y temperatura
-Fuerza de coriolis

8. VELOCIDAD DE FLUJO
TUBO VENTURIMETRO
MEDIDOR DE ORIFICIO

9. TUBO DE PITOT
ROTAMETROS

11. BREVE DESCRIPCIÓN DE CÓMO SE MANEJAN
LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE
FLUJO
Podemos decir que la medición de flujo constituye tal vez, el eje más alto porcentaje en
cuanto a medición de variables industriales se refiere. Ninguna otra variable tiene la
importancia de esta, ya que sin mediciones de flujo, sería imposible el balance de
materiales, el control de calidad y aún la operación de procesos continuos.
Existen muchos métodos para medir flujos, en la mayoría de los cuales, es imprescindible
el conocimiento de algunas características básicas de los fluidos para una buena
selección del mejor método a emplear. Estas características incluyen viscosidad,
densidad, gravedad específica, compresibilidad, temperatura y presión, las cuales no
vamos a detallar aquí.
Básicamente, existen dos formas de medir el flujo: el caudal y el flujo total. El
caudal es la cantidad de fluido que pasa por un punto determinado en
cualquier momento dado. El flujo total de la cantidad de fluido por un punto
determinado durante un periodo de tiempo específico. Veamos a
continuación algunos de los métodos empleados para medir caudal.

12. Una placa- orificio se coloca en una tubería, sujeta entre dos bridas. La forma y ubicación del
agujero son el rasgo distintivo de tres tipos de este dispositivo: la placa concéntrica, la excéntrica
y la segmental; la selección de algunas de éstas depende de las características del fluido a medir.
Existen tres tipos de tomas de presiones a ambos lados del elemento primario: tomas de
bridas,, tomas de tubería y tomas de vena contracta. Igualmente, aquí las características del
fluido influirán en la elección de alguna de estas.
Típicamente se utiliza un transmisor de presión diferencial para la toma de las presiones y el
envío de una señal que represente al flujo. A esta señal sin embargo se le debe extraer la raíz
cuadrada para obtener una respuesta lineal con respecto al flujo. Antiguamente se empleaban
instrumentos especiales para tal fin. Hoy, esta es una función de software en instrumentos
digitales.
La placa perforada es finalmente, un elemento simple, barato, aunque no muy preciso, como
otros dispositivos de presión diferencial. Aunque funcionalmente es sujeta a la erosión y daño, es
fácil de reemplazar.
MEDICIÓN POR PRESIÓN DIFERENCIAL
Utiliza dispositivos que originan una presión diferencial debido al paso
de un fluido por una restricción. La razón de hacer esto es que el caudal
es proporcional a la raíz cuadrada de la diferencia de presiones entre
dos puntos, antes y después de la restricción. Uno de estos elementos
es la placa - orificio o placa perforada.
Allí, el fluido sufre una disminución de su presión, la cual es mínima en el punto
denominado "vena contracta". Si bien es cierto, la presión tiende a recuperarse, existe
al final una pérdida de presión.

13. Uno de estos es el rotámetro el cual consta de un tubo cónico vertical que encierra un
flotador; éste, dependiendo del caudal, toma una posición en el tubo que aumenta o
disminuye el tamaño del área y así mantiene la presión constante. Una escala
graduada dentro del tubo, estará calibrada en unidades de presión y así tener una
lectura directa de la misma.
Los rotámetros se pueden fabricar con tubos de vidrio, metal y plástico. Estos dos
últimos se utilizan cuando el fluido es muy corrosivo o muy oscuro para permitir la
colocación de una escala interna. En esos casos se usa un seguidor magnético
relacionado a un imán colocado en el flotador interno y así transmitir mecánicamente
la variación del caudal a un indicador.
MEDIDORES DE ÁREA VARIABLE
Se distinguen de los anteriores en que en aquellos existe una
variación de presión, mientras el área permanece constante. Aquí
sin embargo, lo que permanece constante es la presión
diferencial, gracias a la suficiente variación del área.

14. En la aplicación para medir caudal, se coloca un tubo aislado eléctricamente con un par
de electrodos montados a ambos lados del tubo y rasantes con el fluido. Unas bobinas
eléctricas se colocan alrededor del tubo de modo tal de generar un campo magnético en
un plano perpendicular, tanto al eje del cuerpo del voltaje de salida es proporcional a la
velocidad promedio del fluido; no interesa si este es laminar o turbulento. Además, es
independiente de la viscosidad, densidad, temperatura y presión.
Si bien es cierto, se requiere que el fluido tenga cierta conductividad mínima, la señal de
salida no varía con el aumento de la conductividad, lo cual es una ventaja. En aplicaciones
en donde es necesario medir flujo de masa, se puede lograr esto midiendo la densidad del
fluido y multiplicando las dos señales.
MEDIDORES MAGNÉTICOS
Utilizan la ley de inducción de faraday, que establece que cuando
una corriente pasa por un conductor y existe un campo magnético
en dirección transversal al mismo, se crea un potencial eléctrico
proporcional a la corriente.

15. MEDIDOR A TURBINA
Un instrumento de este tipo consiste de una rueda de turbina de
precisión, montada en cojinetes de una porción de tubería, y una bobina
electromagnética colocada en la pared de la tubería, causa el giro de la
turbina a una velocidad que varía directamente con el caudal del fluido de
proceso. La interrupción del campo magnético, con cada paso de cada
hoja de la turbina produce un pulso eléctrico. La frecuencia de estos
pulsos determina la velocidad del fluido.

16. La medición de flujo es uno de los aspectos más importantes en el control de
procesos; de hecho, bien puede ser la variable más comúnmente medida.
Existen muchos métodos confiables y precisos para medir flujo. Algunos son
aplicables solamente a líquidos, otros solamente a gases y vapores; y otros a
ambos. El fluido puede ser limpio o “sucio”, seco o húmedo, erosivo o corrosivo.
Las condiciones del proceso tales como presión, temperatura, densidad,
viscosidad, etc., Pueden variar. Todos estos factores afectan la medición y deben
ser tomados en cuenta en el momento de seleccionar un medidor de flujo. Es
necesario por lo tanto, conocer el principio de operación y características de
funcionamiento de los diferentes medidores de flujo disponibles. Sin tal
conocimiento, es difícil seleccionar el medidor más apropiado para una
determinada aplicación.
IMPORTANCIA DE LA MEDICIÓN DE
FLUJO

17. CONCLUCION
Tener en cuenta que los Medidores de Flujos son dispositivos, el cual pueden ser
utilizado en muchas aplicaciones tecnológicas y aplicaciones de la vida diaria, en
donde conociendo su funcionamiento y su principio de operación se puede entender de
una manera más clara la forma en que este nos puede ayudar para solventar o
solucionar problemas o situaciones con las cuales son comunes y reconocer que con
la ayuda de un medidor de flujo se pueden diseñar equipos para aplicaciones
específicas o hacerle mejoras a equipos ya construidos y que estén siendo utilizados
por empresas, en donde se desee mejorar su capacidad de trabajo utilizando
menos consumo de energía, menos espacio físico y en general muchos aspectos que
le puedan disminuir pérdidas o gastos excesivos a la empresa en donde estos sean
necesarios. El Tubo de Venturi es un dispositivo que por medio de cambios de
presiones puede crear condiciones adecuadas para la realización de actividades que
nos mejoren el trabajo diario, como lo son sus aplicaciones tecnológicas.