Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para Educación Universitaria

Ciencia, Tecnología.

I.U.P “Santiago Mariño”

Maracaibo, Estado Zulia.

Integrantes:

Sierra Eduardo

CI: 21.684.404

González Rafael

CI:25.196.648

Martínez Nelson

CI:18.693.808

Eva Kelvy

CI:17.233.150

FLUIDO

Maracaibo, Agosto del 2016

Definiciones

Placa de Orificio: Es aquella que permite medir el flujo de los fluidos comprensibles e incomprensibles, este

tipo de medidor de flujo se caracteriza por presentar desventajas de inducir en caídas de presión y por ende su

lectura de medición es menos exacta en comparación con otros medidores de flujo existentes.

Tuberías: Su principal función es conducir o transportar diferentes tipos de fluidos, dicha tubería suele ser

fabricada de diversos materiales dependiendo la finalidad que requiera, podría ser tubería de alta presión,

para soportar alguna temperatura elevada o incluso de un materia plástico para transportar agua.

Tobera: Es donde el fluido obtiene un aumento de velocidad a medida que la sección de la tobera va

disminuyendo, esto a su vez genera una disminución de temperatura y presión al conservarse la energía,

obteniendo así la conversión de energía térmica y de presión de un fluido en energía cinética.

Flujo de Fluido: No es mas que el movimiento de una sustancia o fluido en ciertas direcciones o una sola

dirección, ante presencia de tensión si no hay tensión no hay flujo.

Venturi: Es un efecto en donde un fluido en movimiento dentro de un conductor cerrado disminuye su presión

cuando aumenta su velocidad todo esto al pasar por una zona de sección menor.

Tipos de Fluidos

CLASIFICACION DE LOS FLUIDOS

La clasificación de flujos puede realizarse de muchas maneras, atendiendo 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, a las variaciones de las propiedades respecto al tiempo o a los procesos

termodinámicos que se puedan presentar en dichos movimientos. Se clasifican en:

De a cuerdo al estado de la materia

Gases: Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el cual, bajo ciertas condiciones de

temperatura y presión, sus moléculas interactúan solo débilmente entre si, sin formar enlaces moleculares

adoptando la forma y el volumen del recipiente que las contiene y teniendo que separarse esto es expandirse,

todo lo posible por su alta energía cinética.

Líquidos: El líquido es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible lo que

significa que su volumen es, bastante aproximado, en un rango grande de presión. Es el único estado con un

volumen definido, pero no con forma fija. Un líquido está formado por pequeñas partículas vibrantes de la

materia, como los átomos y las moléculas, unidas por enlaces intermoleculares.

De acuerdo a la velocidad de Flujo

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 láminas

o capas más o menos paralelas entre sí.

Flujo turbulento:

aquel en le 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 al régimen laminar.

En este tipo de flujo al moverse las partículas con movimiento errático tiene como consecuencia el que se

presenten colisiones entre ellas, y esto genera cambios en la cantidad de movimiento (AL SER LOS

CHOQUES INELASTICOS) que se manifiestan como una perdida de energía.

En este tipo de flujo en general las propiedades de un fluido y las características mecánicas del mismo

serán diferentes de un punto a otro dentro de su campo, son flujos en el que el campo de velocidades,

presión, masa volumétrica, y temperatura varían con el tiempo.

Por variación de velocidad con respecto al tiempo:

Flujo permanente: permanente(estacionario) se caracteriza porque las condiciones de velocidad

de escurrimiento en cualquier punto no cambian con el tiempo, o sea que permanecen constantes

o bien, si las variaciones en ellas son tan pequeñas con respecto a los valores medios. Así mismo

en cualquier punto de un flujo permanente, no existen cambios en la densidad, presión o

temperatura con el tiempo.

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.

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.

Unidades de medición del Fluido

Las unidades de medición de fluidos vienen dadas de la siguiente manera:

Caudal Volumétrico: es la cantidad de fluido (volumen) que pasa por un área dada en la unidad de

tiempo.

Unidad Básica Sistema Internacional (S.I.): metro3/segundo (m3/s)

Caudal Másico: se corresponde con el flujo másico de una sustancia tal que una cantidad de 1

kilogramo de masa atraviesa una sección determinada en 1 segundo.

Unidad Básica Sistema Internacional (S.I.): kilogramo/segundo (kg/s)

Densidad de Caudal Másico: representa la cantidad de masa de una sustancia que atraviesa la

unidad de área por unidad de tiempo.

Unidad Básica Sistema Internacional (S.I.): kilogramo/metro2segundo (kg/m2s)

Flujo luminoso: El lumen es la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para medir

el flujo luminoso. El flujo luminoso es la parte de la potencia radiante total emitida por una fuente

de luz que es capaz de afectar el sentido de la vista, es decir, a la que el ojo humano es sensible.

La parte de la radiación emitida por el foco radiante fuera del espectro visible no contribuye al flujo

luminoso.

Unidad Básica Sistema Internacional (S.I.): Volumen (lm)

Instrumento de Medición de Flujo

MEDIDORES DE CABEZA VARIABLE

El principio básico de estos medidores es que cuando una corriente de fluido se restringe, su presión

disminuye por una cantidad que depende de la velocidad de flujo a través de la restricción, por lo tanto la

diferencia de presión entre los puntos antes y después de la restricción puede utilizarse para indicar la

velocidad del flujo. Los tipos más comunes de medidores de cabeza variable son el tubo venturi, la placa

orificio y el tubo de flujo.

BOQUILLA O TOBERA DE FLUJO

Es una contracción gradual de la corriente de flujo seguida de una sección cilíndrica recta y

corta. Debido a la contracción pareja y gradual, existe una pérdida muy pequeña. A

grandes valores de Reynolds (106) C es superior a 0.99. La tobera de flujo, es un instrumento

de medición que permite medir diferencial de presiones cuando la relación de ß, es demasiado

alta para la placa orificio, esto es, cuando la velocidad del flujo es mucho mayor y las pérdidas

empiezan a hacerse notorias.

Luego, al instalar un medidor de este tipo se logran mediciones mucho más exactas. Además

este tipo de medidor es útil para fluidos con muchas partículas en suspensión o sedimentos, su

forma hidrodinámica evita que sedimentos transportados por el fluido queden adheridos a la

tobera.

MEDIDORES DE AREA VARIABLE

• ROTÁMETRO

El rotámetro es un medidor de área variable que consta de un tubo transparente

que se amplia y un medidor de "flotador" (más pesado que el líquido) el cual se

desplaza hacia arriba por el flujo ascendente de un fluido en la tubería. El tubo se

encuentra graduado para leer directamente el caudal. La ranuras en el flotador

hace que rote y, por consiguiente, que mantenga su posición central en el tubo.

Entre mayor sea el caudal, mayor es la altura que asume el flotador.

• FLUXOMETRO DE TURBINA

El fluido provoca que el rotor de la turbina gire a una velocidad que depende de la

velocidad de flujo. Conforme cada una de las aspas de rotor pasa a través de una

bobina magnética, se genera un pulso de voltaje que puede alimentarse de un

medidor de frecuencia, un contador electrónico u otro dispositivo similar cuyas

lecturas puedan convertirse en velocidad de flujo. Velocidades de flujo desde 0.02

L/min hasta algunos miles de L/min se pueden medir con fluxómetros de turbina de

varios tamaños.

• FLUXOMETRO DE VORTICE

Una obstrucción chata colocada en la corriente del flujo provoca la creación de

vórtices y se derrama del cuerpo a una frecuencia que es proporcional a la

velocidad del flujo. Un sensor en el fluxómetro detecta los vórtices y genera una

indicación en la lectura del dispositivo medidor.

FLUXOMETROS DE VELOCIDAD

Algunos dispositivos disponibles comercialmente miden la velocidad de un fluido en un lugar

específico más que una velocidad promedio.

TUBO PITOT

Cuando un fluido en movimiento es obligado a pararse debido a que se encuentra un objeto

estacionario, se genera una presión mayor que la presión de la corriente del fluido. La

magnitud de esta presión incrementada se relaciona con la velocidad del fluido en

movimiento. El tubo pitot es un tubo hueco puesto de tal forma que los extremos abiertos

apuntan directamente a la corriente del fluido. La presión en la punta provoca que se soporte

una columna del fluido. El fluido en o dentro de la punta es estacionario o estancado llamado

punto de estancamiento.

FLUXOMETRO ELECTROMAGNÉTICOSu principio de medida esta basado en la Ley de Faraday, la cual expresa que al pasar un

fluido conductivo a través de un campo magnético, se produce una fuerza electromagnética

(F.E.M.), directamente proporcional a la velocidad del mismo, de donde se puede deducir

también el caudal.

Está formado por un tubo, revestido interiormente con material aislante. Sobre dos puntos

diametralmente opuestos de la superficie interna se colocan dos electrodos metálicos, entre

los cuales se genera la señal eléctrica de medida. En la parte externa se colocan los

dispositivos para generar el campo magnético, y todo se recubre de una protección externa,

con diversos grados de seguridad.

FLUXOMETRO DE ULTRASONIDO

Consta de unas Sondas, que trabajan por pares, como emisor y receptor. La placa

piezo-cerámica de una de las sondas es excitada por un impulso de tensión,

generándose un impulso ultrasónico que se propaga a través del medio líquido a medir,

esta señal es recibida en el lado opuesto de la conducción por la segunda sonda que lo

transforma en una señal eléctrica.

El convertidor de medida determina los tiempos de propagación del sonido en sentido y

contrasentido del flujo en un medio líquido y calcula su velocidad de circulación a partir

de ambos tiempos. Y a partir de la velocidad se determina el caudal que además

necesita alimentación eléctrica.

Manejo de los Instrumento de Medición de Flujo

• PLACAS DE ORIFICIO

Cuando una placa de orificio se coloca en forma concéntrica dentro de una tubería, ésta provoca que el flujo

se contraiga de repente conforme se aproxima al orificio y después se expande de repente al diámetro total de

la tubería. La corriente que fluye a través del orificio forma una vena contracta y la rápida velocidad del flujo

resulta en una disminución de presión hacia abajo desde el orificio.

• BOQUILLA O TOBERA DE FLUJO

Es una contracción gradual de la corriente de flujo seguida de una sección cilíndrica recta y corta.

La tobera permite caudales 60% superiores a los de placa-orificio en las mismas condiciones de servicio.

Su pérdida de carga es de 30 a 80% de la presión diferencial. Puede emplearse para fluidos que arrastren

sólidos en pequeña cantidad. La precisión es del orden de +/-0.95 a +/-1.5%.

• TUBO DE VENTURI

Permite la medición de caudales 60% superiores a los de la placa orificio en las mismas condiciones de

servicio y con una pérdida de carga de solo 10 a 20% de la presión diferencial. Posee una gran precisión y

permite el paso de fluidos con un porcentaje relativamente grande de sólidos, si bien los sólidos abrasivos

influyen en su forma afectando la exactitud de la medida. El coste del tubo de Venturi es elevado, su precisión

es del orden de +/-0.75%.

TUBO PITOT.

Tubo hueco colocado de tal forma que los extremos abiertos apuntan directamente a la

corriente del fluido. La presión en la punta provoca que se soporte una columna del fluido.

ROTÁMETRO (AREA VARIABLE)

El tubo utilizado tiene una conicidad uniforme y un obturador ranurado, dispuesto en el interior,

que es arrastrado por el fluido al que se opone con su peso. El fluido circula de abajo para

arriba. En el paso de un flujo laminar a uno turbulento, la resistencia que ofrece el cuerpo crece

abruptamente, pasando su proporcionalidad de v a v2.Esta condición establece el límite de

linealidad del rotámetro, por lo que en su selección debe quedar claramente definido el rango

de trabajo posible. El cuerpo flotante generalmente tiene perforaciones para generar la rotación

del cuerpo, para que le otorgue mayor estabilidad (efecto giroscópico) y no se desestabilice

variando el área de paso hacia un lado del flujo.

Importancia de la Medición de un Fluido

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.