Instrumentación Industrial2
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Medición de Flujo
• Presión diferencial
Tecnologías de medición de flujo.
• Turbinas
• Magnéticos
• Desplazamiento positivo
• Vortex
Caudal TUBO VENTURI
Aplicables a la medición de caudal en grandes cañerias donde se requiera una caida de presión permanente muy baja o un elemento primario de fácil trazabilidad. Disponibles en gran variedad de materiales y de conexiones a proceso
Caudal PLACA ORIFICIO
Aptas para medir caudal de todo tipo de fluido en forma sencilla y económica. Pueden ser diseñadas en base a las normas ASME, AGA, ISA, etc. Estan disponibles en materiales tales como AISI-316, Monel, Hastelloy C, PVC, etc. Se proveen junto a accesorios como bridas porta-placa, juntas, tramos de medición, etc.
Caudal TUBO PITOT
Primario generador de presión diferencial apto para la medición en grandes cañerias (tipicamente de 8" a 40") a muy bajo costo y con una perdida de carga despreciable. Una de sus principales ventajas es que puede ser montado bajo presión sin interrumpir el servicio
Caudal EFECTO DOPPLER
Es un instrumento ultrasónico de costo muy accesible que permite medir caudal instantáneo y volumen totalizado de líquidos sin invadir la cañería. La tecnología con la que opera lo hace apto para medir líquidos que arrastren sólidos (Ej.: efluentes). De muy fácil programación, posee además salida de 4 - 20 mA y de RS-232 para adquisición de datos
Tubo de VenturiTubo de Venturi
FLUJO
ALTA
PRESIONBAJA
PRESION
ToberaTobera
FLUJO
ALTA
PRESION
BAJA
PRESION
Tubo de PitotTubo de Pitot
FLUJO
TUBO PITOT
ALTA
PRESION
BAJA
PRESION
Caudal PLACA ORIFICIO
Aptas para medir caudal de todo tipo de fluido en forma sencilla y económica. Pueden ser diseñadas en base a las normas ASME, AGA, ISA, etc. Estan disponibles en materiales tales como AISI-316, Monel, Hastelloy C, PVC, etc. Se proveen junto a accesorios como bridas porta-placa, juntas, tramos de medición, etc.
Medición de flujoMedición de flujo
Flujo
DISTANCIA
100
80
60
40
20
0
A
B
C100
80
60
40
20
0
Curva de presión
PUNTO DE VENA CONTRACTA
Concéntrica Excéntrica Segmental
Placa de orificioPlaca de orificio
Tubo de VenturiTubo de Venturi
FLUJO
ALTA
PRESIONBAJA
PRESION
Ventajas:• Bajo costo de adquisición inicial.• Tecnología simple y aceptada.• Aplicaciones en grandes diámetros de tubería.
Desventajas:
• Poca precisión.• Corrimientpos en la medición.• Caída de presión significativa.• Rangeabilidad limitada.• Medida basada en volumen.
Presión diferencial
Tubo de venturi y Pitot
TurbinasVentajas:• Bajo costo de adquisición inicial.• Excelente repetibilidad.• Tecnología aceptada.• Baja caída de presión.Desventajas:• Precisión depende de la densidad.• Partes móviles de mantenimiento
frecuente (rodamientos, etc).• Medición unidireccional.• Factor de calibración para cada
fluído.• Requiere eliminadores de aire y
enderezadores de flujo.• Medida basada en volumen.
MEDIDORES ELECTROMAGNÉTICOS
LEY DE FARADAY
Ui = B x l x v
– Ui = Voltaje inducido
– L = Longitud del Conductor– B = Intensidad del campo magnético– v = Velocidad del conductor
LEY DE FARADAY• Ui = L x B x v
– Ui = Voltaje Inducido– L = Diámetro interior = k1
– B = Intensidad del campo magnético = k2
– v = velocidad del conductor
– k = k1 x k2
• Ui = k x v, la señal en el
electrodo es directamente proporcional a la velocidad del fluído.
• Brisa ligera - flujo laminar, no se forman remolinos
• Brisa mayor - flujo en transición,Formación de remolinos irregulares
• Fuerte viento - Flujo turbulento,Remolinos de patrón regular
MEDIDOR VORTEXPRINCIPIOS
Via Vortex Von KarmanVia Vortex Von Karman
• Formación de Vórtices continuamente
• Alternados lado a lado• Frequencia es proporcional a la
velocidad
SEÑAL
SALIDA
20 mA
4 mA
Q=0 QMIN QMAX
Régimen de Flujo
Lineal con el Flujo
Ventajas del flujómetro Ventajas del flujómetro VortexVortex• La señal de flujo es digital
– No hay corrimiento del cero– Salida de pulsos para totalizador
• Bajo costo de instalación• Amplia Rangeabilidad• Salida inherentemente lineal• Baja caída de presión• Aplicaciones en líquidos, vapor, o gas• Inmune a cambios en la densidad &
viscosidad
Construcción Mecánica probada Construcción Mecánica probada en el campoen el campo
Amplificador • Disponible en Remoto
Empaquetadura• Alta confiabilidad
Cuerpo• Categoría ANSI full
Barra de Vortex• Metal sólido• Construcción robusta• No partes móbiles
Indicador /TotalizadorLocal/ Interface
Sensor Herméticamente sellado
AplicacionesAplicaciones• Mejores Aplicaciones
– Fluidos limpios de baja viscosidad (< 3cp)
– Vapor & gas– Hidrocarbonos de baja viscosidad– Agua, químicos de baja corrosión
• Aplicaciones marginales– Líquidos moderadamente viscosos (<
7cp)– Químicos moderadamente corrosivos– Pulpas ligeras ( less than 1%)
Flujómetro Másico Tipo Vortex
Principio de MediciónPrincipio de Medición
Voltaje
Frecuencia
Lineal con el Flujo
Fluctuaciones Alternadas (F) Velocidad
(V)
Voltaje V2
VoltajeFrecuencia
V
Frecuencia V
MagnéticosVentajas:• Bajo costo de adquisición inicial.• No intrusivo.• Tecnología aceptada.• Aplicaciones en grandes
diámetros de tuberia.• Mide fluídos erosivos.Desventajas:• No puede medir hidrocarburos u
otro fluído no conductivo.• Limitada rangebilidad.• Requiere tubería recta antes y
despues del medidor.• Factor de calibración para cada
fluído.• Medida basada en volumen.
Desplazamiento positivo (PD)
Ventajas:
• Bajo costo de adquisición inicial
para diámetros pequeños.• Bueno para fluídos viscosos.• Tecnología aceptada.
Desventajas:• Precisión depende de la
viscosidad.• Partes móviles de
mantenimiento frecuente (rodamientos, etc).
• Medición unidireccional.• Factor de calibración para
cada fluído.
Desplazamiento positivo (PD) Cont.
Desventajas.• No maneja sólidos en
suspensión por originar daños internos.• Puede requerir eliminadores
de aire y filtros.• Medición unidireccional.• Costoso para diámetros
superiores a 4”.• Medida basada en volumen .
Comparación de Flujómetros másicosComparación de Flujómetros másicos
Precisión 2% 1~2% 0.5%
Tipo Vortex Mass D/P(PT co..) Thermal Coriolis
Fluido Gas,Vapor(Liquido)
Gas,Vapor(Liquido)
Gas Liquido
Principio
T1 T2
Aplicación
Tamaño 50~100 50~1000 > 15 PT1/4~150 (15~300)
Q=SQR( p)
M=Q*PTcomp.
F V2 f V = = V
F f
M=C* T M=A* t
(mm)
tT=T2-T1
Depende de
Transmisor TemperaturaTransmisor
Presión
Computador
Flujo Masa
3.5 a 7.5 D
1 a 2 D
Guía de InstalaciónGuía de InstalaciónToma de Presión y toma de TemperaturaToma de Presión y toma de Temperatura
1 - Lóngitud mínima de tubería recta aguas arriba
10 D
curva
10 D
Te
Válvula compuerta abierta
10D 5D
Válvula control
30-50D
Método de entubado para Método de entubado para Mantener la PrecisiónMantener la Precisión
Conecxión directa OK
Reducción
10D
Expansión
10D
Método de entubado para Método de entubado para llenar el sensor con Liquido a llenar el sensor con Liquido a medirmedir
Método de entubado para Método de entubado para llenar el sensor con Liquido a llenar el sensor con Liquido a medirmedir
Líquidos Conteniendo burbujas
Bueno Malo
MaloBueno
Método de entubado para Método de entubado para Aplicaciones de LíquidosAplicaciones de LíquidosMétodo de entubado para Método de entubado para Aplicaciones de LíquidosAplicaciones de Líquidos
BuenoMalo
Válvula deControl
Método de entubado para llenar Método de entubado para llenar el sensor con el líquido a medirel sensor con el líquido a medir
Bueno
Bueno
Bueno
Malo
Método de entubado para Método de entubado para Aplicaciones de GasAplicaciones de GasMétodo de entubado para Método de entubado para Aplicaciones de GasAplicaciones de Gas
Malo
Bueno
Método de entubado para Método de entubado para Aplicaciones de GasAplicaciones de GasMétodo de entubado para Método de entubado para Aplicaciones de GasAplicaciones de Gas
Aplicación normalBien
Mal
Aplicación con posibilidad de flujo pulsante
MalBien
Control Valve
Control Valve
Efectos de la Efectos de la ViscosidadViscosidad
100
200
2 5 10 20
10
20
50
1
(GPM)
MIN
. LIN
EAR F
LOW
RATE
MAX.
Flujo MIN. VS. VISCOSIDAD para YEWFLO 2”
VISCOSIDAD DEL FLUIDO (cSt)