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Los medidores de flujo en canal abierto utilizan sensores de nivel ultrasónico para medir el flujo en canales abiertos basado en el nivel del liquido del canal. Esta aplicación es muy común en el sector de aguas y aguas residuales, para medir efluentes o afluentes que son transportados a través de canales por gravedad. La canaleta mas conocida y de mayor uso es la Parshall, donde un vertedero normal, no es siempre adecuado tal como ocurre cuando el liquido transporta sólidos o sedimentos en cantidad excesiva, o bien cuando no existe altura de presión suficiente, o bien cuando no es posible construir un tramo recto de longitud suficiente. La ecuación general empirica del vertedero Parshall es: Q=K x l x Hˆn Donde: Q: Caudal en m3/s; K: constante que depende del tipo de vertedero; l: anchura de la garganta del vertedero en m; H: diferencia máxima de alturas en m; n: exponente que depende del tipo de vertedero o canal.
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Este tipo de medidores generalmente están conformados por dos partes, un transductor ultrasónico que se debe instalar a 2/3 de la medida de la contracción aguas arriba de la garganta para canaletas tipo Parshall, para otro tipo de vertederos se instala aguas arriba 3 veces la altura máxima del vertedero y un controlador ultrasónico el cual nos determina la exactitud que pueden ir de ±0,17% a ±0,25% y otros inclusive de ±1mm.
Catálogo medidores de nivel ultrasónico canaleta
El medidor de tipo vortex se basa en el fenómeno de generación de vórtices llamado Karman vortex street. Cuando un fluido pasa por un cuerpo no aerodinámico, este se separa y genera torbellinos o vórtices que se alternan a cada lado de un obstáculo. Los vórtices que se generan tienen dos características principales: se generan de forma alternada, primero a un lado y luego en el opuesto del obstáculo y la frecuencia con la que se generan, es proporcional a la velocidad del fluido.
Nosotros lo recomendamos para tareas de: indicar o monitorear y control continuo de caudal en vapores y gases. Con exactitudes de ± 1% y como condición el numero de reynolds debe ser ≥ 20.000. Para cumplir con esta condición requieres 20 diámetros aguas arriba sin ningún tipo de accesorio, si antes hay una válvula de control requieres 50 diámetros y 5 diámetros aguas abajo.
Una gran ventaja de este equipo es que puede traer incorporado un transmisor de presión y temperatura pudiendo realizar medición de flujo másico.
Para un calculo acertado del diámetro del medidor de flujo puedes descargar el Vortex Sizing.
Catálogo medidores de flujo vortex.
Los medidores de tipo másico o coriolis operan aplicando la segunda ley de Newton, la cual establece que la fuerza es igual a la masa multiplicada por la aceleración.
F=mxα
Donde: F: fuerza, m: masa y α: aceleración.
La fuerza coriolis está siempre presente en el interior del medidor, cuando los movimientos de translación y rotación ocurren simultáneamente. El movimiento de translación se genera cuando el fluido es impulsado en el interior de los tubos de medición, por el empuje de una bomba compresor. El movimiento de rotación en los medidores Coriolis, es inducido haciendo vibrar los tubos de medición a una frecuencia de resonancia.
Cuando no hay fluido, solo está presente el efecto de rotación. Los tubos oscilan a su frecuencia natural. Con esta condición, la señal de salida de los sensores son ubicados a la entrada (sensor A) y salida (sensor B), se encuentra en fase.
Los medidores de flujo másico son los mejores para aplicaciones de transferencia de custodia, sin excluir las otras aplicaciones, debido a que pueden ofrecer exactitudes de ±0,10%. Debemos revisar cuidadosamente la viscosidad y la densidad del fluido ya que estas junto con el caudal mínimo y máximo determinaran el diámetro del medidor ideal para nuestra aplicación. Este medidor es el mejor en cuanto a condiciones de montaje ya que no requiere de diámetros aguas arriba o aguas abajo para una medición eficiente, además que tiene opciones de múltiples conexiones mecánicas como bridas o clamp. Se debe tener especial cuidado que el lugar de montaje no este afectado por vibraciones ya que este si podría afectar el desempeño del medidor. Este tipo de medidor genera caídas de presión en la linea, por lo tanto, se debe verificar que este valor sea admisible en la aplicación. Puedes calcular este valor y todo su dimensionamiento con el Flow Sizing. No olvides verificar las condiciones ambientales en la instalación. Catálogo medidores de flujo coriolis. |
Los medidores de flujo por presión diferencial se basan en la medición de la diferencia de presión, que existe antes y después de una restricción. El principio de medición esta basado en el teorema de Bernoulli.
Cuando una restricción llamada elemento primario es colocada en una tubería que tiene un fluido en movimiento, la velocidad del fluido a través de la restricción se incrementa (energía cinética), causando una caída en la presión estática (energía potencial).
El elemento secundario es el transmisor de presión diferencial, el cual genera una salida proporcional a la presión diferencial y por lo tanto, del flujo. Los instrumentos basados en este método deben estar habilitados para calcular la raíz cuadrada de la presión diferencial medida, para proporcionar una salida lineal debido al flujo.
Este tipo de medición es quizá el mas usado en todo tipo de aplicaciones ya que nos permite medir líquidos, gases y vapores con bajo costo y alta eficiencia, es decir podemos utilizarlo para totalizar, indicar o monitorear, realizar control continuo de batch o transferencia de custodia.
Las propiedades del fluido como viscosidad y densidad nos ayudaran a definir las características del elemento primario, estos elementos primarios ofrecen exactitudes entre ±0,75% y ±1%, complementándose con la exactitud del transmisor de presión que puede ir de ±0,075% y ±0,003%. Para calcular el rango de presión del medidor es fundamental conocer la diferencia resultante en el elemento primario.
Es de relevancia que la medida para gases y vapores debe ser compensada por presión y temperatura, por lo tanto las tres medidas (presión diferencial, presión y temperatura) son llevadas a un computador de flujo o se pueden utilizar transmisores de presión diferencial que traen integrada la medición de presión estática y temperatura.
Puedes enviarnos el cuestionario diligenciado para realizar los cálculos.
Catálogo medidores de flujo por presión diferencial.
Los medidores de flujo ultrasónico no intrusivo (clamp on) utilizan dos sensores, uno instalado aguas arriba y otro aguas abajo del punto de medición tomado como referencia. Cada transductor envía una onda de sonido al otro y la diferencia de tiempo entre la recepción de las dos señales, indica la velocidad del fluido, que es proporcional a la rata de flujo.
Este tipo de tecnología nos permite igualmente que otras trabajar para todo tipo de aplicación como totalizador, indicación o monitoreo, transferencia de custodia, control continuo o batch.
Aunque el medidor de flujo ultrasónico por tiempo de tránsito puede trabajar con muchos fluidos, se debe tener en cuenta que sean líquidos limpios y homogéneos, con bajos contenidos de gas y sólidos. La exactitud que nos puede ofrecer es de ±0,5% al ±1%, según el número de canales que utilicemos.
Este tipo de medidores abarca un amplio rango de diámetros de tubería, desde 1/2" (12.7 mm) hasta 249" (6096 mm) y para casi todo tipo de material (ABS, acero al carbón, acero inoxidable, aluminio, hierro negro, latón, hierro colado, cobre, hierro dúctil, vidrio, FRP, hastelloy, inconel, PVDF, monel, níquel, PVC, polipropileno, polietileno,teflon, titanio fibra de vidrio) con revestimientos internos (Alquitrán, esmalte, vidrio, plástico, HDPE, teflón, caucho). Sin embargo, se debe tener especial cuidado en tuberías con recubrimientos de cemento o de cemento ya que este material atenúa la transmisión del sonido y adicionalmente puede presentar incrustaciones en el interior de la tubería.
Y quizá el dato mas relevante es conocer el espesor de la tubería junto con el rango de flujo que vamos a medir. La presión de línea no afectará nuestra medición y la temperatura se debe revisar para verificar la resistencia máxima de los sensores.
Finalmente, ingresamos esta información al software Si-Ware y tendremos como resultado el sensor más conveniente para nuestra aplicación