INSTRUMENTOS DE MEDICION DE CAUDAL MASICO
Objetivos: Al finalizar la sesión el participante estará en co cond ndic icio ione nes s de id iden enti tifi fica carr y de desc scri ribi bir r cor orre rec cta tam ment nte e el fu func nciion ona amie ient nto o de lo los s Instrumentos de medición de Flujo Másico en un Sistema de Control Industrial
GENERALIDADES
Los caudalímetros másicos miden el caudal masa aprovechando las características medibles de la masa del fluido. Los tipos más usados de caudalímetros másicos son Másicos Térmicos Térmicos y por Principio de Coriolis
MEDIDORES TERMICOS DE CAUDAL Se
basan en dos principios físicos: a) El Elev evac ació ión n de tempe temperat ratur ura a de un fluid fluido o en su paso por por un cuerpo caliente. c aliente. b) Pé Pérd rdid ida a de cal calor or de un cuerpo cuerpo cali calien ente te inmer inmerso so en un fluido. El más utilizado es el primero y es la base del Principio de Funcionamiento de los medidores de caudal de Thomas
PRINCIPIO
DE CORIOLIS
El efecto Coriolis es un fenómeno que se produce cuando un ob obje jetto se mueve en form rma a rad adia iall sob obrre un disco en rotación. A medida que un cuerpo de masa ³m´ se mueve sobre un disc sco o qu que e gira desd sde e el ce cen ntr tro o hac acia ia el bor orde de en for orm ma rad adia ial, l, va incr cre eme ment nta and ndo o su ve velloc ocid idad ad ta tan nge gen nci cia al. Eso implica que existe una aceleración que produce sobre la masa una fuerza conocida como Fuerza de Coriolis.
MEDIDORES DE CORIOLIS Se
basan en el Principio de Coriolis. La generación de la Fuerza de Coriolis puede producirse de dos formas: a) Por in inve vers rsió ión n de las ve velloci cid dad ade es li line neal ale es del fl flui uido do mediante la desviación de un bucle en forma de omega (), en estado de vibración controlada b) Po Porr in inve vers rsió ión n de la las s ve velo loci cida dade des s an angu gula lare res s de dell fl flui uido do mediante un tubo recto
EL MEDIDOR DE CAUDAL DE CORIOLIS
Consta de uno o dos tubos que vibran, en el que se prod pr oduc ucen en fu fuer erza zas s de di dist stin into to se sent ntid ido o qu que e pr prod oduc ucen en un una a defo form rmac ació ión n que es pro rop porc rcio iona nall al fl flu ujo mási sico co.. Los caudalímetros por efecto Coriolis dan una medición directa de masa y densidad, no requieren tramos rectos en su inst stal ala ació ión n, no tie ien nen requerim imie ien nto tos s esp spe eci cia ales de conductividad ni viscosidad de líquidos y aceptan cantidades importantes importantes de sólidos en suspensión.
Los caudalímetros tipo Coriolis son prácticamente inaf in afec ecta tado dos s po porr la las s va vari riab able les s de pr pres esió ión, n, te temp mper erat atur ura a y visco cos sidad, co com mo re res sulta tado do de est sto o los medi dido dorres de Cori Co riol olis is pu pued eden en se serr ut utililiz izad ados os si sin n la ne nece cesi sida dad d de es esta tar r compensándolos para la medición de un fluido determinado, este dispositivo se emplea para medir caudal para líquidos y gases.
El sensor tipo Coriolis típicamente consiste en uno dos tubos que vibran, con una entrada y una salida. El material típico para el tubo es el acero inoxidable, esto es importante para la ex exac acti titu tud d de dell med edid idor or pa para ra pr prev even enir ir cu cual alqu quie ierr at ataq aque ue mecánico o químico del tubo o su s u forro por el fluido suelto. Algunos tubos son en forma de U pero una amplia variedad Algunos de formas también ha sido empleada. Los Lo s tu tubo bos s má más s de delg lgad ados os(f (fin inos os)) so son n us usad ados os pa para ra el ga gas, s, mientras que tubos más gruesos (espesos) son más apropiados apropiado s para líquidos. El tubo de Coriolis es puesto a vibración por un sistema auxiliar electromecáni electromecánico. co.
A) Oscilación del tubo de Coriolis Coriolis sin flujo. B) Oscilación del tubo de Coriolis Coriolis con flujo. C) Corrimiento de de fase de la vibración, vibración, producto de la Fuerza de Coriolis.
El fluido ingresa por un extremo del tubo en vibración. El flujo de masa es determinado por la acción del fluido sobre los tubos que vibran. Como el fl flui uido do se mue ueve ve de la en enttrada a la sal alid ida a, est sto o desarrolla fuerzas difere ren ntes dependiendo(según) su aceleración que es el resultado de la vibración del tubo. La fuerza de Coriolis inducida por el flujo es descrita por: F =2mv
Donde m es la masa, es la frecuencia angular, y v es el vector de la velocidad media del fluido. Como Co mo co con nse secu cuen enci cia a de est stas as fu fue erz rza as, el tu tubo bo to toma ma un movimiento que tuerce a la tubería. La cantidad de torcedura es directamente directamente proporciona proporcionall al flujo de masas por el tubo.
La ecuación que rel relaciona el caudal másico con el corrimiento de fase de la vibración producido por la Fuerza de Coriolis es:
CARACTERISTICAS
GENERALES
ANEMOMETRO DE ALAMBRE CALIENTE
Mide la ve Mide velo loci cida dad d de dell fl flui uido do de dete tect ctan ando do lo los s ca camb mbio ios s en la tr tran ans sferen enc cia de cal alor or med ediiante un pequ que e ño sensor calentado eléctricamente (un hilo o una pelícu cula la de delg lgad ada) a) ex expu pues esto to al fl flui uido do ba bajo jo es estu tudi dio. o. El sens se nsor or ca cale lent ntad ado o es ma mant nten enid ido o a un una a te temp mper erat atur ura a consta con stant nte e us usan ando do un ci circ rcui uito to de co cont ntrol rol el elec ectr trónico. La ma magn gnit itud ud de dell au aume ment nto o de vo volt ltaj aje e ne nece cesa sari rio o pa para ra mantener la temperatura constante está directamente relacionada con la transferencia de calor y, por tanto, con la velocidad del fluido. Es ideal para la medida de velocidades en fluid idos os puros (ga gas ses es,, y líqu quid idos os)) de temperatura uniforme.
