TRANSMISORESDE FLUJO

INTEGRANTES

Rangel Miranda Sandra Erika

Rincn Reyna Jocelyn Fernanda

Rincn Reyna Priscila Gabriela

Robreo Gonzlez Miguel ngel

Trejo Jacobo Ana Karen

GRUPO: 8IV1

PROFESORA: I.S.A Brbara Lizbeth Rouan Garca

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biolgicas

MEDICIN Y CONTROL DE PROCESOS

INTRODUCCIN

FLUJO VOLUMTRICO

Unidades: m3/s, ft3/s

Q = AV

Donde:

Q : Tasa de flujo

V : Velocidad del fluido

A : rea transversal de la tubera

FLUJO MSICO

El Gasto msico, Flujo msico,

Caudal msico, en fsica e Ingeniera,

es la magnitud que expresa la

variacin de la masa en el tiempo a

travs de una rea especifica.

Unidades: kg/s, lb/s.

m = VS

Donde:

m = Gasto msico

= Densidad del fluido

V = Velocidad del fluido

S = rea del tubo corriente

En caso de caudales de entrada y salida, se considera la

suma de estos. En un sistema en estado estacionario se

puede decir que la variacin de masa ha de ser cero.

EN QU RADICA SU IMPORTANCIA ?

Es una de las variables ms medidas en

los procesos industriales debido a sus

campos de aplicacin:

Totalizacin, visualizacin, registro

Monitorizacin, control

Dosificacin y llenado

Medidas de concentracin en fluidos

bifsicos

Medidas de viscosidad en lnea

Monitorizacin del estado de los

equipos y Verificacin

Industria qumica

Industria farmacutica

Industria del petrleo y

gas

Industria de

alimentos y bebidas

Gestin del agua

Llenado y dosificacin

Industria minera

Medidores de Caudal

Medicin de caudales de lquidos y gases

Volumtricos- Caudal en volumen del fluido (general)

Msicos- Caudal de masa (exactitud)

ME

DID

OR

VO

LU

ME

TR

ICO

PRESIN DIFERENCIAL

REA VARIABLE

VELOCIDAD

FUERZA

TENSION INDUCIDA

SISTEMA ELEMENTO TRANSMISOR

-Placa u orificio -Tobera-Tubo venturi-Tubo pitot-Tubo Annubar

Equilibrio de fuerzas

-RotmetroEquilibrio de movimientos-potencimetro-punto de impedancias

-Vertedero con flotador en canales abiertos-Turbina-Sondas ultrasnicas

-placa de impacto

-Medidor magntico

PotencimetroPiezoelctrico

Equilibrio de fuerzasGalgas Extensomtrico

Convertido extensiomtrico

ME

DID

OR

VO

LU

ME

TR

ICO DEZPLAZAMIENTO

POSITIVO

TORBELLINO

OSCILANTE

SISTEMA ELEMENTO TRANSMISOR

-Disco giratorio-Pistn oscilante-Pistn alternativo-Medidor rotativo

Generador TacomtricoTransductor de impulsos

-Medidor de frecuencia o CondensadorUltrasnicos

-Vlvula oscilante

Transductor de Resistencias

Transductor de impulsos

ME

DID

OR

DE

CA

UD

AL M

AS

A

COMPENSACIN DE PRESIN Y TEMPERATURA EN MEDIDORES VOLUMETRICOS

TERMICO

MOMENTO

SISTEMA ELEMENTO TRANSMISOR

Diferencia de temperaturas en dos sondas de resistencia:-Medidor axial-Medidor axial de doble turbina-Tubo de vibracin

Puente de Wheatstone

FUERZA DE CORIOLIS

PRESIN DIFERENCIAL

MEDIDORES VOLUMTRICOS

Los medidores volumtricos determinan el caudal en volumen de

fluido, bien sea directamente (desplazamiento), bien indirectamente

por deduccin o inferencia (presin diferencial, rea variable,

velocidad, fuerza, tensin inducida, torbellino).

Sistema Presin diferencial

ELEMENTO

Placa- orificio

Tobera

Tubo Venturi

Tubo Pitot

Tubo Annubar

Conectados a

un tubo U o a

elemento de

fuelle o

diafragma

TRANSMISOR

Equilibrio de

fuerzas

Silicio fundido

Los elementos de presin diferencial se basan en la diferencia de presiones

provocada por un estrechamiento en la tubera por donde circula el fluido

(lquido, gas o vapor).

Su valor es mayor que la prdida de carga real que debe compensar el

sistema de bombeo del fluido.

TEOREMA DE BERNOULLI

Porcentaje de presin

diferencial absorbida,

pudiendo apreciarse que

el orden de prdida de

carga de mayor a menor

es placa-ori

cio/tobera/tubo Venturi.

PLACA ORIFICIO O

DIAFRAGMA

Consiste en una placa perforada instalada en la tubera. Dos

tomas, conectadas en la parte anterior y posterior de la placa,

captan esta presin diferencial proporcional al cuadrado del caudal.

Tipos de placas perforadas

Miden caudales de fluidos que contengan una cantidad

pequea de slidos y de gases. La exactitud obtenida con

la placa es del orden de 1% a 2 %.

TOBERA

Consiste en una placa perforada instalada en la tubera. Dos

tomas, conectadas en la parte anterior y posterior de la placa,

captan esta presin diferencial proporcional al cuadrado del caudal.

La tobera permite caudales del 60% superiores a los de la placa.

Su prdida de carga es del 30% al 80% de la presin diferencial.

Puede emplearse para fluidos que arrastren slidos en pequea

can dad, si bien, si estos slidos son abrasivos, pueden afectar a

la precisin del elemento.

El coste de la tobera es de 8 a 16 veces el de un diafragma y su

exactitud es del orden de 0,95% a 1,5%.

TUBO DE PITOT

El tubo Pitot fue ideado por Henri de Pitot (1695-1771) y

mide la diferencia entre la presin total y la presin

esttica, o sea, la presin dinmica, la cual es

proporcional al cuadrado de la velocidad. La ecuacin

correspondiente es:

TUBO ANNUBAR

El tubo Annubar ( gura 4.17) es una innovacin del tubo Pitot y

consta de dos tubos, el de presin total y el de presin esttica.

El tubo que mide la presin total est situado a lo largo de un

dimetro transversal de la tubera y consta de varios orificios de

posicin crtica, determinada por computador, que cubren cada

uno la presin total en un anillo de rea transversal de la

tubera.

Estos anillos tienen reas iguales.

TRANSMISORES

Pueden ser transmisores neumticos de equilibrio de fuerzas, un transductor electrnico de

equilibrio de fuerzas o bien un transductor digital piezoresistivo o capacitivo

Las capacidades multivariables permiten la compensacin

del flujo a diferente escala (Tipos de medicin 1-7)

-20, inalmbricos y

FOUNDATION fieldbus

Ultra for Flow para una mejor ejecucin a travs de rangos

ms amplios de caudal

Medicin de temperatura integral (Cdigo de opcin T)

Configuraciones de montaje directo o remoto disponibles

Caudalmetros de presin diferencial (DP) Rosemount 3051SF

El medidor 3051S se integra con los elementos primarios lderes

en la industria de Rosemount para crear un conjunto de

caudalmetro completo

Se reducen los costos instalados al reemplazar 10 piezas

utilizadas tradicionalmente para una instalacin de medicin de

caudal por presin diferencial con un caudalmetro

Se reducen los requisitos de tubera recta, la prdida

permanente de presin es menor y se logra una medicin

precisa en lneas pequeas.

Medidor de caudal completamente

integrado

Rosemount3051SFP con tipos de medicin 1 a 4

3051SFC_C de Rosemountcon tipo de medicin D

Precisinmsico, relacin de reduccin 14:1

0,85 % del caudal, relacin de reduccin de caudal 8:1;

relacin de reduccin 14:1 0,85% del caudal

volumtrico, relacin de reduccin 8:1

Repetibilidad 0,1% 0,1%

Salida

-20 mA basada en la comunicacin HART

Wireless

-20 mA basada en la comunicacin HART

Estabilidad a largo plazo

Estabilidad hasta 15 aos Estabilidad hasta 15 aos

Garanta Hasta 15 aos de garanta limitada Hasta 15 aos de garanta limitada

Diagnsticosproceso configurables por el usuarioTemperatura del sensor como salida

Conjunto de diagnstico avanzado HART

Tamaos de tubera50 mm (2 pulgadas) , 80 mm (3 pulgadas), 100 mm (4 pulgadas), 150 mm (6 pulgadas), 200 mm (8 pulgadas), 300 mm (12 pulgadas)

50 mm (2 pulgadas) , 80 mm (3 pulgadas), 100 mm (4 pulgadas), 150 mm (6 pulgadas), 200 mm (8 pulgadas), 300 mm (12 pulgadas)

Medicin de presin diferencial SITRANS F O

Los estranguladores son caudalmetrosmecnicos normalizados se utilizan para la medicin de caudal de masa o volumtrico.Los estranguladores SITRANS F O son indicados para gases, vapores y lquidos agresivos o no agresivos. Su temperatura de empleo autorizada est entre -60 y 570 C. La presin efectiva generada (presin diferencial) se detecta con un transmisor de presin diferencial SITRANS P delta P y se transforma en una seal de caudal proporcional.

Dimetros nominales De DN 10 a DN 1000De a 40 pulgadas

Temperatura del medio

De -60 a 570 CDe -76 a 1058 F

Presin de servicio Mx. 315 barMx. 4570 psi

Conexiones al proceso Rosca G y -14 NPT Anillo de corte Soldadura

Material del diafragma 1.7335, 1.4404, 1.4571, 1.4576 y otros materiales por encargo

Error de caracterstica

Estabilidad a largo plazo

Rango de medida De 0 - 1 mbar a 0 -700 bar

Dimetros nominales de DN25 (1 ")

a DN600 (24")

Temperaturas Medio: -200 a +

1,000 C (-328 a + 1,832 F)

Presin hasta 420bar (6300psi)

Cumple con PED 97/23 / CE

DV61S

Dimetros de tubera desde DN100 (4 ")

a DN1200 (48")

Temperaturas Media: -200 a + 1,000 C

(-328 a + 1,832 F)

Presin hasta 420bar (6,300psi)

Cumple con PED 97/23 / CE

DP61D

Los dimetros nominales de 300 a 4.000 mm (12 a 157 ")

Temperaturas Medio: -200 a + 1.000 C (-328 a + 1.832

F)

Presin hasta 420bar (6,300psi)

Cumple con PED 97/23 / CE

Conexiones a proceso: HilosTemperatura de proceso: -40 a 85 C (-40 a 185 F)Rangos de medicin: 0.5mbar a 40 bar (0,0072 a 600psi)Precisin: 0,1%, "Platinum" 0,075% (opcional)Los certificados internacionales de proteccin contra explosiones, SIL, EN10204-3.1

Conexiones a proceso: HilosTemperatura de proceso: -40 a + 120 C (-40 a + 248 F)Rangos de medicin: 0.25mbar a 40 bar (0,0036 a 600psi)Precisin: 0,05%, "Platinum" 0,025% (opcional)

REA VARIABLE

ROTMETROS

Medidor de Caudal Volumtrico

SISTEMA ELEMENTO TRANSMISOR

REA VARIABLE Rotmetro Equilibrio de movimientos-Potencimetro-Punto de impedancias

rea variableSe caracterizan por el cambio de rea que se produce entre el elemento primarioen movimiento y el cuerpo del medidor

Pueden asimilarse a una placa-orificio cuyo dimetro interior fuera variabledependiendo del caudal y de la fuerza de arrastre producida por el fluido

En el rotmetro, un flotador cambia su posicin dentro de un tubo,proporcionalmente al flujo del fluido.

El flotador est en equilibrio entre su peso, la fuerza de arrastre del fluido y lafuerza de empuje del fluido sobre el flotador.

El caudal depende:

Peso especfico del lquido

Viscosidad

Valores de la seccin interior del tubo

Medidor: Rotmetro

Las frmulas, reglas de clculo o programas informticos permitendeterminar los caudales equivalentes en agua o en aire del fluido

El tamao del rotmetro es consultando las tablas del fabricante. Estasdan el tamao, el nmero del tubo y el del flotador con su forma y peso

Los tubos empleados en los rotmetros pueden ser de vidrio y metlicos.

Los tubos de vidrio pueden ser con nervios interiores, que sirven paraguiar el flotador, o bien lisos.

Los tubos metlicos son siempre cnico lisos y precisan de extensin porno tener una lectura directa.

Los tubos tienen una conicidad que viene expresada como la relacinentre el dimetro interno del tubo en la escala mxima y el dimetro de lacabeza del flotador. Esta relacin vara de 1,20 a 1,35

Tipos de flotadoresEsfricos (posicin 1) para bajos caudales ypoca precisin, con una influenciaconsiderable de la viscosidad del fluido.

Cilndrico con borde plano (posicin 2) paracaudales medios y elevados, con unainfluencia media de la viscosidad del fluido.

Cilndrico, con borde saliente de carainclinada contra el flujo (posicin 3), conmenor influencia de la viscosidad. Por suscaractersticas de caudal puede compararsea una tobera.

Cilndrico, con bordes salientes contra el flujo(posicin 4) y con la mnima influencia de laviscosidad del fluido. Por su funcionamientopuede compararse a una placa-orificio otobera.

Materiales para flotadores

Las escalas de los rotmetros estn

grabadas en una escala de latn o

de aluminio montada a lo

largo del tubo y situada en

coincidencia con la lnea de cero

del tubo, o bien directamente en el

tubo de vidrio.

La escala puede estar graduada en

unidades directas del caudal

(referido siempre a

unas condiciones de servicio

dadas) o bien en porcentaje del

10% al 100% de la escala total.

Se consigue, bsicamente, manteniendo

constante el paso de un caudal a travs del

rotmetro y midiendo la cantidad de lquido o de

gas recogido en un tiempo dado y medido con

precisin.

En los lquidos, los aparatos de medida del

volumen suelen ser buretas graduadas o

bsculas, mientras

Que en los gases se suelen utilizar gasmetros y

calibradores, graduados con sello de mercurio.

Para medir el tiempo se emplean cronmetros

capaces de medir 0,01 segundos como mnimo.

CALIBRACIN

Tipos de Rotmetros

Rotmetros de purga

Indicacin directa

By- pass

Se utilizan para caudales muy pequeos.

Aplicaciones:

Son la purga hidrulica de los sellos

mecnicos de las bombas generales de la

planta.

La medicin del nivel por burbujeo

La purga de elementos de presin

diferencial para la medida de caudal

evitando la obturacin de las tuberas

La purga de instrumentos que trabajan en

atmsferas corrosivas o polvorientas.

Rotmetro de purga

Rotmetro de indicacin directa

Los rotmetros de vidrio de indicacin directa pueden adoptar

varias disposiciones: llevar placas laterales, estar cerrados con

cuatro placas con ventana de cristal para ver el tubo; disponer de

armadura de seguridad o blindada de cierre estanco para evitar

que, en caso de rotura del tubo, el gas o el lquido interiores

puedan daar al operador; disponer de armadura anti-hielo con

gel de slice para evitar la presencia de humedad en el espacio

entre la armadura y el tubo que podra impedir la visibilidad del

flotador.

Rotmetros by-pass. En esta aplicacin,

en lugar de medir la presin diferencial,

miden el caudal del fluido que circula de

la toma de alta presin a la baja, debido

a la presin diferencial creada por la

placa.

El rotmetro determina un caudal

proporcional linealmente al caudal

principal de paso por la tubera gracias

a un segundo orificio situado en la

tubera de by-pass y calibrado de tal

forma que el flotador marca el 100% de

la escala cuando el caudal, que pasa a

travs de la placa orificio en la tubera

principal, llega al 100% con la presin

diferencial mxima de clculo.

Rotmetro de By-Pass

Los transmisores electrnicos acoplados

a rotmetros pueden ser potenciomtricos

o de puente de impedancias.

Ambos disponen de una varilla que sigue

magnticamente el movimiento del flotador

dentro del tubo y que acciona un

potencimetro en el primero y un

transformador diferencial de ncleo mvil

el segundo.

TRANSMISORES

POTENCIOMTRICO

Consiste en una varilla que siguemagnticamente el movimiento delflotador dentro de un tubo y quemueve el brazo de un potencimetro.

El sistema presenta la desventaja delenvejecimiento y desgastecaractersticos del potencimetro.

PUENTE DE IMPEDANCIAS

Consiste en un mecanismo de indicacin actuado magnticamente, un transformador diferencial de ncleo mvil y un convertidor.

Al variar el caudal, un imn montado en el flotador o en la varilla de extensin del mismo hace girar un mecanismo magntico de posicin formado por una hlice de hierro dispuesta en un cilindro de aluminio.

Una leva de forma caracterstica gira con el conjunto y se introduce dentro del arrollamiento activo de un transformador diferencial.

Transmisores Neumticos

Consisten en una leva que sigue

magnticamente el movimiento del flotador

y que se encuentra situada entre dos

toberas neumticas.

Rotmetro con transmisor Analgico/DigitalEs hbrido utilizando el protocolo HART, lo

que le permite enviar la seal analgica

de 4-20 mA c.c. y la seal digital con el

protocolo HART por el mismo par de hilos

del transmisor electrnico analgico.

El transmisor puede programarse

mediante un comunicador porttil para

indicacin, transmisin e integracin del

caudal, factores de calibracin y alarmas

de alto y bajo caudal.

Estos instrumentos tienen una exactitud

del 1% o menor en toda la escala y una

repetibilidad del 0,25%.

El mximo error que puede producir una

perturbacin es del 5%.

MODELO DEL EQUIPO

CARACTERSTICAS ESPECIFICACIONES APLICACIONES

SITRANS FVA250 Rotmetro

SIEMENS

Construccin totalmentemetlica, de 250 mm (9,84pulgadas) puede aplicarse deforma verstilparamedirlquidos y gases en tuberascerradas.Larobustaconstruccinpermite aplicarlo tambin enarduas condiciones deaplicacin.Las diferentes bridas deconexin, los revestimientosymateriales del flotadorpermiten cumplir los requisitosimpuestos en la industriafarmacuticay qumica.

Condicionesdeaplicacin

Temperaturaambiente

Conindicadorlocal-40...+80C(-40... +176F)

Consealizadoresde lmite-40... +65C(-40... +149F)

Contele transmisorelctrico(MEM)-40 ... +70C(-40 ... +156F)

PrecisindemedidaParalquidos+/-1,6%Paragases+/- 2,0%

Estos instrumentos sonespecialmente adecuadosparamedicionesde:

tratamiento de agua

anticorrosivos

sobrecalentado

MODELO DEL EQUIPO

CARACTERSTICAS ESPECIFICACIONES APLICACIONES

Caudalmetrosde rea Variable

H250 M9

KROHNE Mxico

Basados en el principio deflotador, son verstiles y sepueden utilizar para lquidosconductivos,no conductivosygases.

Alta resistencia a la presin,temperatura y fluidos; y estpreparadoparaaplicacionesencondiciones ambientalesextremas.

La posicin del flotador setransmite magnticamente aun indicador analgico paramostrar en pantalla la medidasinalimentacinauxiliar

Construccindeaceroinoxidablepara altas presiones deoperacin de hasta 3000 bar ytemperaturas extremas deprocesode-200Ca+300CExcelente estabilidad a largoplazo

Diseo especial para laindustria alimentaria yfarmacutica.

MODELO DEL EQUIPO

CARACTERSTICAS ESPECIFICACIONES TIPOS DE FLUIDOS APLICACIONES

Caudalmetrode rea

Variable H250 Food|

Pharmaceutical

KROHNEMxico

El nico caudalmetro derea variable concertificacin EHEDG ,aprobado para la industriaalimentaria y farmacutica,cuenta con superficieslisasde aceroinoxidablecon unarugosidad superficial de laspartes en contacto con elfluido de

MODELO DEL EQUIPO

CARACTERSTICAS ESPECIFICACIONES TIPOS DE FLUIDOS

AVF250Fcil operacin

Caudal de 4 dgitos y 8 dgitos del totalizador

4-20 mAPrueba

intrnsecamente seguro y explosiones para reas peligrosas

Fluidosviscososlquidos, gas y caudal

de vapor.

En la versin WIM del caudalmetro VA40 la altura del flotador se convierte en una seal

elctrica mediante una cadena de sensores de efecto Hall. Esta seal puede utilizarse para un

PLC/DCS, o bien para grabar el valor medido con un registrador de datos durante un periodo

dado. Con cada VA40 WIM KROHNE suministra la curva de calibracin, gracias a la cual elcliente puede asignar el valor exacto de caudal a cualquier valor de corriente.

La opcin WIM puede contar con todas las variantes

de conexin disponibles para el caudalmetro VA40.

Este equipo, exento de mantenimiento, se

caracteriza por slidas llaves de paso de acero

inoxidable y se monta directamente en la tubera

mediante conexiones de brida, rosca, abrazadera omanguera.

VELOCIDAD

VERTEDEROSDispositivo o estructura hidrulica la cual consiste en

una abertura realizada en una pared, dispuesta de tal

modo que el agua que sobrepase cierto nivel, vierte o

desage por encima de la obra.

Funciones:

Control del nivel de agua

Medicin de caudales

El caudal es proporcional a la

diferencia de alturas segn la

frmula general emprica:

h

Altura de la lmina aguas abajo

Espesor de la pared Forma geomtrica

Rectangular

Triangular o en V

Trapezoidal o Cipolleti

Parshall o Venturi

Caractersticas:

Con contraccin lateral, simple y fcil de

construir.

Es el ms econmico

Medidas de caudales: 60-2000

Frmula de Francis:

VERTEDERO RECTANGULAR

Caractersticas:

Consiste en una placa con un corte en V de

vrtice dirigido hacia abajo

Medidas de caudales: 30-2.300

VERTEDERO CIPOLLETI O TRAPEZOIDAL

Caractersticas:

Ranura en forma de trapecio invertido

La pendiente de los lados del trapecio

corrige las contracciones laterales del

manto del agua.

Medidas de caudales: 60-2.000

VERTEDERO PARSHALL O VENTURI

Caractersticas:

Se emplea normalmente en aquellas

aplicaciones en las que un vertedero normal

no es siempre adecuado:

Liquido transporta slidos o sedimentos

No existe altura de presin suficiente

Tramo recto de longitud no suficiente

Medidas de caudales mayores 30

Consiste en paredes verticales y con el

suelo inclinado en la estrangulacin

Descarga del fluido:

Caudal libre

Caudal sumergido

Especificaciones

Tipo de vertedero Caudal

Rectangular 60-2000

Triangular 30-2300

Trapezoidal 60-2000

Venturi

Superior a

30

Lquidos con slidos o

sedimentos

TURBINAS

FUNDAMENTO

Consisten en un rotor con alas o hlices instalado dentro de

un tramo recto de tubera. A medida que el fluido pasa a

travs del tubo, el rotor gira a una velocidad directamente

proporcional al caudal.