medición de flujo

2. El flujo se asocia a la palabra movimiento, no obstante, se le
entiende más desde las cosas líquidas o aquellas que por su
constitución o naturaleza física son capaces de fluir. En este caso el
término flujo es más bien la acción y el efecto de fluir, de correr, de
moverse, de deslizarse de un lado a otro. Por ejemplo: “El flujo de
agua en un río”, “el flujo de energía”. Tránsito de algo.

3. 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.
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.
La medición de flujo en los procesos industriales se hace necesaria por dos
razones principales:
1.) para determinar las proporciones en masa o en volumen delos fluidos
introducidos en los procesos.
2.) para determinar la cantidad de fluido consumido por el proceso con el fin de
computar costos.

4. Un flujo es el estudio del movimiento de un fluido, involucrando las leyes de
movimiento de la física, las propiedades del fluido y las características del medio
ambiente y conducto por el cual fluye.
De acuerdo a la velocidad del flujo:
• Flujo turbulento: en este tipo de flujo las partículas del
flujo se mueven en trayectorias erráticas, es decir, en
trayectorias muy irregulares sin seguir un orden
establecido.
• Flujo laminar: se caracteriza porque el movimiento de
las partículas del fluido se produce siguiendo trayectorias
bastante regulares, separadas y perfectamente definidas
dando la impresión de que se tratara de laminas o capas
mas o menos paralelas entre si.
De acuerdo a sus cambios de densidad con respecto
al tiempo:
• Flujo Compresible: es aquel en los cuales los cambios
de densidad de un punto a otro no son despreciables.
• Flujo Incompresible: es aquel en los cuales los
cambios de densidad de un punto a otro son
despreciables, mientras se examinan puntos dentro del
campo de flujo.

5. Por variación de velocidad con respecto al tiempo:
• Flujo permanente: Se caracteriza porque las
condiciones de velocidad de escurrimiento en cualquier
punto no cambian con el tiempo, o sea que
permanecen constantes con el tiempo o bien, si las
variaciones en ellas son tan pequeñas con respecto a
los valores medios.
• Flujo no permanente: Las propiedades de un fluido y
las características mecánicas del mismo serán
diferentes de un punto a otro dentro de su campo,
además si las características en un punto determinado
varían de un instante a otro se dice que es un flujo no
permanente.
Por magnitud y dirección de la velocidad del fluido:
• Flujo uniforme: Ocurren cuando el vector velocidad en
todos los puntos del escurrimiento es idéntico tanto en
magnitud como en dirección para un instante dado.
• Flujo no uniforme: Es el caso contrario al flujo
uniforme, este tipo de flujo se encuentra cerca de
fronteras sólidas por efecto de la viscosidad.

6. Por efectos de vector velocidad:
• Flujo rotacional: Es aquel en el cual el campo rot v adquiere en algunos de sus
puntos valores distintos de cero, para cualquier instante.
• Flujo irrotacional: Al contrario que el flujo rotacional, este tipo de flujo se
caracteriza porque dentro de un campo de flujo el vector rot v es igual a cero para
cualquier punto e instante.
• Flujo Unidimensional: Es un flujo en el que el vector de velocidad sólo depende
de una variable espacial, es decir que se desprecian los cambios de velocidad
transversales a la dirección principal del escurrimiento.
• Flujo Bidimensional: Es un flujo en el que el vector velocidad sólo depende de
dos variables espaciales.
• Flujo Tridimensional: El vector velocidad depende de tres coordenadas
espaciales, es el caso más general en que las componentes de la velocidad en
tres direcciones mutuamente perpendiculares son función de las coordenadas
espaciales x, y, z, y del tiempo t.
• Flujo ideal: Es aquel flujo incompresible y carente de fricción. Un fluido que no
presente fricción resulta no viscoso y los procesos en que se tenga en cuenta su
escurrimiento son reversibles.

7. Puede ser expresado de tres formas:
 Flujo volumétrico Q que indica el volumen de un fluido que
pasa por un punto en una unidad de tiempo.
 Flujo másico (Qm) esta expresado en unidades de masa
por unidad de tiempo.
 La velocidad de un material se denomina velocidad de
flujo (Qv).

8. Existen diferentes instrumentos de medición pero los mas utilizados son:
Caudalimetro másico por efecto cariolis: pueden medir la densidad del fluido además del flujo de masa
dado que el flujo de volumen es igual al flujo de masa dividida por la densidad, la electrónica asociada
puede ser programada para dar salida del volumen. Así que estos medidores flujo también se pueden
usar para medir el caudal de volumen, pero la presión del caudal de volumen depende tanto de
precisión del caudal de la masa como la densidad. Ejemplos de medidores de flujo másico son los
medidores térmicos, medidores másicos giroscópicos, medidores de momento angulares de masa y
caudalimetros másicos por efecto cariolis.
Tipo de restricción: una restricción se utiliza para desarrollar una presión deferencial. El punto en el que el
área mínima de fluido coincide con el diámetro mínimo de la tubería se denomina vena contracta, los
diversos dispositivos utilizados en la refinería para crear una presión diferencial son: placa orificio,
venturimetro, medidor de flujo de cuña, tubo de pitot.
Medidores térmicos de flujo másico: el principio de medición de flujo de masa térmica se limita ahora a
algunos interruptores de flujo utilizados en los calentadores de aire de combustión. Dado la relación de
la velocidad de flujo y el efecto del enfriamiento esta directamente relacionado con la masa en
aplicaciones de gas, la tecnología de dispersión térmica, en combinación con circuitos de señales
avanzados de liberalización. Se utiliza para proporcionar una medición altamente y precisa de los flujos
de masa de gas o de aire.
Medidor de flujo electromagnético: miden el caudal volumétrico de líquidos eléctricamente conductivos y
lodos, un conductor eléctrico que en este caso es el medio conductor de la electricidad, pasa atreves
de un campo magnético. El caudalimetro electromagnético se compone de un cabezal primario que
esta instalado en la tubería, y un convertidor de señal. El diseño compacto tiene un convertidor de
señal montado directamente en el cabezal primario.
Rotámetro : son el tipo mas ampliamente utilizado de medidores de caudal del área variable(VA). En estos
dispositivos la acción de caída y levantamiento de un flotador en un tubo cónico proporciona una
medida de velocidad de flujo. Los rotámetros son conocidos como medidores de flujo de tipo por
gravedad debido a que se basan en la oposición entre la fuerza de gravedad hacia abajo y la fuerza
hacia arriba dl fluido que fluye.

9.  tuberías: es un conducto formado por tubos entre si para la transportación
de fluidos. Se le pueden agregar codos, uniones T y otras uniones en caso
de que se necesite hacer algún desvió en la línea de la tubería.
 Placa orificio: Como elementos de caudal primarios, las placas de
orificio constituyen la solución más extendida. Un transmisor de presión
convierte la presión diferencial, generada por el elemento primario de caudal,
en una señal eléctrica que se comporta de forma proporcional al caudal.
 Venturi tobera: La tobera venturi está diseñada para evacuar gran cantidad
de arena y sólidos que estén posados en la parte inferior de la alcantarilla.
El principio de funcionamiento se basa en el efecto venturi. El agua a presión
sale por unas boquillas internas a la tobera ejerciendo una fuerza de reacción
para el avance del aparato y al mismo tiempo una succión por la parte
delantera del agua de la tubería que arrastra las arenas impulsándolas a
través de la tobera. La mezcla agua arena es transportada y canalizada por
la tubería aguas abajo hacia el pozo por donde se ha introducido la tobera.

10. Venturi tobera:
Tuberías:
Placa de orificios:

11.  Medición de flujo de venturi:
es un dispositivo utilizado para
medir la velocidad o tasa de flujo,
de fluido que fluye a través de una
tubería. El medidor venturi
constriñe el flujo usando un tubo de
Herschel venturi. A medida que el
líquido fluye a través de la tubería,
el dispositivo mide la presión del
líquido antes de que entre el tubo
venturi y cuando sale de la zona
estrechada. Estas mediciones se
comparan entonces para calcular
la tasa de flujo volumétrico del
fluido. El medidor de flujo se utiliza
comúnmente en aplicaciones de
plomería para determinar el flujo de
fluidos tales como el agua, propano
líquido, y el aceite.

12.  Medición de flujo (tobera):
la tobera puede considerarse como la
variación del tubo de venturi. La
abertura de la tobera es una restricción
elíptica tal como se muestra en las
figuras. La tobera es otro tipo de
elemento primario, se trata de un
dispositivo con entrada perfilada por
una garganta cilíndrica, la forma de alta
presión se realiza en la pared de la
tubería a una distancia D de la entrada,
mientras que la baja presión suele
colocarse a la salida, donde la sección
del flujo es mínima. Esta tomo se
realiza directamente a la pared de la
tubería y suele estar a 1/2D la placa.
Por medio de la tobera pueden medirse
caudales superiores a 60% en aquellos
que se pueden determinar mediante el
diafragma o placa orificio, siendo
menor la perdida de carga
permanentemente. Su instalación es
muy simple montándose entre las
bridas de la tubería.

13.  Medición de flujo (Placa orificio):
Este consiste en un fenómeno que
hace disminuir la presión de un
fluido que atraviesa una tubería, y
este aumenta su velocidad debido a
una disminución del diámetro de la
tubería. Por lo tanto para medir el
caudal del fluido, se colocan dos
tomas una antes de la placa y otra
después, que captan la
presión diferencial que se genera
debido al aumento de la velocidad.
Luego a través del principio de
Bernoulli se llega a que la diferencia
de presión es proporcional al
cuadrado del caudal.