Medidores de Presion, Flujo y Temperatura

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Sub T 2.1.1 Medidores de presin de deformacin mecnicaDefiniciones Pendiente subir Sub T 1.1.1 COMPLEMENTO1.- La presin absoluta es la suma algebraica de la presin atmosfrica o baromtrica ms la presin manometrica. La fuerza de gravedad atrae el aire y este tiene un cierto peso, a esta fuerza por unidad de peso se le llama presin atmosfrica.

2.- La presin atmosfrica a nivel del mar y ejercida contra una columna de Mercurio es igual a 760 mm tambin expresado en unidades de presin es igual a 1.033 Kg/cm, La presin atmosfrica es sinnimo de presin baromtrica.3.- La presin esttica, es la fuerza por unidad de rea actuando sobre la pared de un recipiente, el rea del orificio es paralela a la pared del tubo donde corre un fluido. Tambin se le conoce como presin de lnea.

4.- La presin de velocidad es la velocidad debida al flujo, para fluidos incompresibles la presin de velocidad es V/2g donde V es la velocidad del flujo y g la aceleracin de la gravedad. Este flujo se determina a travs de clculo y no es una presin indicada.5.-La presin manomtrica es la presin que se mide arriba de la presin atmosfrica y presin de vacio es la presin que se mide abajo de la presin atmosfrica. A la suma algebraica de la presin atmosfrica ms la manomtrica o menos la de vacio se le conoce como presin absoluta.6.- El tubo de Bourdon es el elemento mas sencillo que se conoce para medir presin, y consta de un tubo semicircular en forma de C y su seccin es de forma ovalada y esta cerrado por uno de sus extremos, cuando se aplica la presin el tubo tiende a enderezarse, al hacerlo el cambio en su dimensin es proporcional a la presin aplicada.

7.- Los manmetros de tubo de Bourdon tienen que operarse dentro del rango al que fueron diseados de lo contrario, si se excede la presin de trabajo se deforman permanentemente y la aguja no regresara acero,8.- Los manmetros de tubo de Bourdon son fcilmente daados por efecto de variaciones alternadas y sbitas de presin, por lo que se deben proteger con un lazo amortiguador llamado cola de cochino y una vlvula de paso.

9.- Los Tubos de Bourdon para presin positiva se les conoce como manmetros a los de presin negativa se les conoce como vacuometros y a los que sirve para ambas se les conoce como Manovacuometros

Sub Tema 2.2.2 Medidores de flujo. Placa de orificio1.- Los medidores de flujo de placa de orificio estn formadas por una placa con una reduccin de rea, cuando un flujo pasa a travs del extremo afilado de un orificio se forma una disminucin en el dimetro del chorro de fluido hasta un rea mnima conocida como vena contracta.

2.- En un medidor de placa de orificio, se produce un aumento local en la velocidad del fluido despus de la placa y por tanto una disminucin en la presin total, de tal manera que colocando medidores de presin total antes y despus de la placa podemos calcular la velocidad inicial del fluido.

3.- El principio de Bernoulli nos dice que una ganancia de la energa cintica (V/2g) va acompaada de una disminucin en la energa potencial (P/), de tal manera que a producir una disminucin de rea en un ducto se producir primero un aumento en velocidad y segundo una disminucin de la presin.4.- Para una mayor precisin en la medicin de flujo con una placa de orificio se deber localizar la toma de presin en la vena contracta entre 0.35 D y 0.85 D siendo el dimetro del Ducto.

5.- La mejor medicin en una placa de orificio sucede en la condicin de la vena contracta con velocidad mxima y presin mnima, esta localizacin esta entre 0.35D y o.85D siendo el dimetro del ducto.

6.- Es una prctica normal utilizar manmetros diferenciales en lugares cercanos a la placa de orificio, pues con esto se reduce el efecto de friccin entre el fluido y las paredes del del tubo antes y despus de la placa de orificio.

7.- Una de las pocas limitantes econmicas de la placa de orificio es que la restriccin de rea provoca perdidas por friccin crendose una cada en la presin PSub Tema 2.2.6 Medidores de Flujo. Tubo de Pitot

1.- El tubo de pitot s un tuvo en U o L insertado en la tubera. La presin diferencial se mide entre el punto de medicin de la presin total y la presin esttica en la tubera, al restar ambas presiones a travs de un manmetro diferencial se obtiene la presin de velocidad (V/2g) y por ende se conoce la velocidad del fluido.2.- El tubo de Pitot es un sistema de medicin a un costo muy bajo para tuberas de gran dimetro y con prdidas o cadas de presin (P) despreciables, su principal limitacin es que mide la velocidad en un solo punto y las lecturas volumtricas son de baja precisin si no se mueve la posicin del instrumento.

3.- La medicin de un tubo de pitot se determina colocando la abertura de presin total justo en una paralela a los ejes de simetra del ducto, si no se realiza esta orientacin la lectura es falsa.

4.- Cuando se carece de guas o dispositivos posicionadores del tubo de pitot es suficiente con buscar la lectura con la mayor presin diferencial para garantizar la orientacin del tubo y la precisin dela lectura.

5.- Existen estndares internacionales que normalizan las dimensiones del tubo de pitot, la ubicacin de los puntos de muestreo, as como el clculo de la velocidad del fluido.

Sub Tema 2.3.2 Medidores de temperatura. Termopar1.-El termopar esta caracterizado por su gran versatilidad el termopar, pues su rango para medicin oscila entre 500 a 1500 oC. El elemento indicador o receptor de indicacin puede ser de balance (potenciometrico) o de deflexin o medicin directa (milivolmetro).2.- Los termopares se identifican por su constitucin de metales con dos colores que sirven para identificar el tipo de termopar y la polaridad elctrica de su voltaje de salida, como ejemplos el tipo J es hierro constantan y es blanco (+) y rojo (-) respectivamente y el tipo K es cromel alumel y es amarillo (+) y rojo (-) respectivamente.3.- Cuando dos metales de composicin qumica y electronegatividad diferente se unen en uno de sus extremos, se obtendr un flujo de corriente continua en un circuito termoelctrico. A este fenmeno se le conoce como efecto Seebeck.

4.- Todos los metales y aleaciones diferentes cuando son unidos muestran el efecto Seebeck. Para pequeos cambios de temperatura el voltaje de Seebeck es linealmente proporcional a la temperatura de acuerdo con la siguiente expresin eAB = T.

5.- La ley de los circuitos homogeneos en termopares establece que en un conductor metlico homogneo, no puede sostenerse una corriente elctrica por la sola aplicacin del calor. Es decir un termopar formado por dos elementos de un mismo metal dar como voltaje cero.

6.- La ley de los metales intermedios en termopares dice que la insercin del alambre de cobre entre los alambres de hierro y Constantano producir ningn cambio en el voltaje voltaje de salida sin importar la temperatura del alambre de cobre.

7.- La ley de los Metales insertados en termopares dice que el voltaje de un termopar (por ejemplo Hierro-Constantan) unido dentro de una temperatura T, al cual se le inserta un alambre de otro metal (Por ejemplo Platino) unido a otra temperatura T1, ser igual al voltaje producido por la unin simple de Hierro Constantan a su temperatura de unin T, es decir sin afectarse el voltaje por el voltaje de la unin insertada.

8.- La ley de las temperaturas interiores dice que el voltaje de salida de un termopar (por ejemplo Hierro-Constantan) unido a una temperatura T ser el mismo sin importar la fuente de calor T1 externa aplicada a cualquier alambre de medicin de Fierro o de Constantan.9.- El termopar tipo J formado por Hierro Constantan de buenos resultados hasta los 500 oC donde comienza la oxidacin del Hierro. Se recomienda una atmsfera seca y reductora a esta o mayores temperaturas.