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MEDIDORES DE FLUJO

Introduccin ...

Definicin ...

Historia ...

Conceptos bsicos ...

Clasificacin y tipos ...

Mantenimiento y reparacin ...


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INTRODUCCIN

Esta exposicin tiene como objetivo principal

estudiar el efecto, funcionamiento y las

aplicaciones tecnolgicas de algunosaparatos medidores de flujo el cual su

invencin data de los aos 1.800, como el

Tubo Vnturi, donde su creador luego de

muchos clculos y pruebas logr disear untubo para medir el gasto de un fluido, es decir

la cantidad de flujo por unidad de tiempo.MEDIDORES DE FLUJO


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DEFINICION

Fluido._ Un fluido es cualquier cosa que

pueda derramarse si no est en un recipiente

(a menos que sea lo suficientemente grandecomo para mantenerse unido por la

gravedad, al igual que una estrella).


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Principalmente su funcin se bas en esto, yluego con posteriores investigaciones paraaprovechar las condiciones que presentaba elmismo, se llegaron a encontrar nuevasaplicaciones como la de crear vaco a travs de

la cada de presin.

Luego a travs de los aos se crearon aparatoscomo los rotmetros y los fluxmetros que en la

actualidad cuenta con la mayor tecnologa paraser ms precisos en la medicin del flujo.MEDIDORESDE FLUJO


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ANTECEDENTES HISTORICOS

Los principios bsicos del movimiento de los

fluidos se desarrollaron lentamente a travs

de los siglos XVI al XIX como resultado deltrabajo de muchos cientficos como Da Vinci,

Galileo, Torrecilli, Pascal, Bernoulli, Euler,

Navier, Stokes, Kelvin, Reynolds y otros que

hicieron interesantes aportes tericos a loque se denomina hidrodinmica.


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Hacia finales del siglo XIX lahidrodinmica y la hidrulicaexperimental presentaban unacierta rivalidad. Por una parte,la hidrodinmica clsica aplicabacon rigurosidad principiosmatemticos para modelar elcomportamiento de los fluidos,para lo cual deba recurrir asimplificar las propiedades deestos.


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As se hablaba de un fluido real.Esto hizo que los resultados nofueran siempre aplicables a casosreales. Por otra parte, lahidrulica experimental acumulabaantecedentes sobre elcomportamiento de fluidos realessin dar importancia a alformulacin de una teorarigurosa. MEDIDORES DE FLUJO


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CONCEPTOS BASICOS

FLUIDO._ Es una sustancia o medio continuoque se deforma continuamente en el tiempo

ante la aplicacin de una solicitacin o tensintangencial sin importar la magnitud de sta.PRESION._ La presin es una magnitud fsicaque mide la fuerza por unidad de superficie, ysirve para caracterizar como se aplica unadeterminada fuerza resultante sobre unasuperficie.MEDIDORESDE FLUJO


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CLASIFICACION Y TIPOS

Medidores de cabeza variable. ...

Tubo de venturi

Placa de orificio

Boquilla o Tobera de flujoMedidores de rea variable. ...

Rotmetro

Fluxmetro de turbina

Fluxmetro de vrtice

Fluxmetro de velocidad

Fluxmetro electromagntico

Fluxmetro de ultrasonido MEDIDORES DE FLUJO


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MEDIDORES DE CABEZA VARIABLE

El principio bsico de estos medidores es quecuando una corriente de fluido se restringe,su presin disminuye por una cantidad quedepende de la velocidad de flujo a travs de larestriccin, por lo tanto la diferencia depresin entre los puntos antes y despus de larestriccin puede utilizarse para indicar lavelocidad del flujo. Los tipos ms comunes demedidores de cabeza variable son el tuboventuri, la placa orificio y el tubo de flujo.


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TUBO DE VENTURI

El Tubo de Venturi es un dispositivo que originauna prdida de presin al pasar por l un fluido.En esencia, ste es una tubera corta recta, o

garganta, entre dos tramos cnicos. La presinvara en la proximidad de la seccin estrecha; as,al colocar un manmetro o instrumentoregistrador en la garganta se puede medir la

cada de presin y calcular el caudal instantneo,o bien, unindola a un depsito carburante, sepuede introducir este combustible en la corrienteprincipal.


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El Tubo de Venturi fue creado por el fsico e

inventor italiano Giovanni Battista Venturi

(1.746 1.822). Fue profesor en Mdena yPava. En Paris y Berna, ciudades donde vivi

mucho tiempo, estudi cuestiones tericas

relacionadas con el calor, ptica e hidrulica.


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Placa de orificio


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Cuando dicha placa se coloca en formaconcntrica dentro de una tubera, esta provoca

que el flujo se contraiga de repente conforme se

aproxima al orificio y despus se expande de

repente al dimetro total de la tubera. Lacorriente que fluye a travs del orificio forma

una vena contracta y la rpida velocidad del flujo

resulta en una disminucin de presin hacia

abajo desde el orificio.


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La gran ventaja de la placa de orificio en

comparacin con los otros elementos primariosde medicin, es que debido a la pequeacantidad de material y al tiempo relativamentecorto de maquinado que se requiere en su

manufactura, su costo llega a sercomparativamente bajo, aparte de que esfcilmente reproducible, fcil de instalar ydesmontar y de que se consigue con ella un alto

grado de exactitud. Adems que no retienemuchas partculas suspendidas en el fluidodentro del orificio.


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BOQUILLA O TOBERA DE FLUJO

Es una contraccin gradual de la corriente deflujo seguida de una seccin cilndrica recta ycorta. Debido a la contraccin pareja y gradual,

existe una prdida muy pequea. A grandesvalores de Reynolds (106) C es superior a 0.99.

La tobera de flujo, es un instrumento demedicin que permite medir diferencial de

presiones cuando la relacin de , es demasiadoalta para la placa orificio, esto es, cuando lavelocidad del flujo es mucho mayor y lasprdidas empiezan a hacerse notorias.


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Luego, al instalar un medidor de este tipo selogran mediciones mucho ms exactas. Adems

este tipo de medidor es til para fluidos conmuchas partculas en suspensin o sedimentos,

su forma hidrodinmica evita que sedimentos

transportados por el fluido queden adheridos a

la tobera.


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MEDIDORES DE AREA VARIABLE

ROTAMETRO

El rotmetro es un medidor de rea variable queconsta de un tubo transparente que se amplia y un

medidor de "flotador" (ms pesado que el lquido)el cual se desplaza hacia arriba por el flujo

ascendente de un fluido en la tubera. El tubo seencuentra graduado para leer directamente el

caudal. La ranuras en el flotador hace que rote y,por consiguiente, que mantenga su posicin central

en el tubo. Entre mayor sea el caudal, mayor es laaltura que asume el flotador.


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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 lasaspas de rotor pasa a travs de una bobina

magntica, se genera un pulso de voltaje que

puede alimentarse de un medidor de

frecuencia, un contador electrnico u otrodispositivo similar cuyas lecturas puedan

convertirse en velocidad de flujo.


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Velocidades de flujo desde 0.02 L/min hasta

algunos miles de L/min se pueden medir con

fluxmetros de turbina de varios tamaos.


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FLUXOMETRO DE VORTICE

Una obstruccin chata colocada en la

corriente del flujo provoca la creacin de

vrtices y se derrama del cuerpo a unafrecuencia que es proporcional a la velocidad

del flujo. Un sensor en el fluxmetro detecta

los vrtices y genera una indicacin en la

lectura del dispositivo medidor.


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FLUXOMETROS DE VELOCIDAD

Algunos dispositivos disponibles

comercialmente miden la velocidad de un

fluido en un lugar especfico ms que unavelocidad promedio.


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FLUXOMETRO ELECTROMAGNETICO

Su principio de medida esta basado en la Ley

de Faraday, la cual expresa que al pasar un

fluido conductivo a travs de un campomagntico, se produce una fuerza

electromagntica (F.E.M.), directamente

proporcional a la velocidad del mismo, de

donde se puede deducir tambin el caudal.


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Est formado por un tubo, revestidointeriormente con material aislante. Sobre dos

puntos diametralmente opuestos de la

superficie interna se colocan dos electrodos

metlicos, entre los cuales se genera la sealelctrica de medida. En la parte externa se

colocan los dispositivos para generar el campo

magntico, y todo se recubre de una proteccin

externa, con diversos grados de seguridad.


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FLUXOMETRO DE ULTRASONIDO

Consta de unas Sondas, que trabajan por

pares, como emisor y receptor. La placa

piezo-cermica de una de las sondas esexcitada por un impulso de tensin,

generndose un impulso ultrasnico que se

propaga a travs del medio lquido a medir,

esta seal es recibida en el lado opuesto de laconduccin por la segunda sonda que lo

transforma en una seal elctrica.


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El convertidor de medidadetermina los tiempos depropagacin del sonido en sentidoy contrasentido del flujo en unmedio lquido y calcula suvelocidad de circulacin a partirde ambos tiempos. Y a partir dela velocidad se determina el

caudal que adems necesitaalimentacin elctrica.


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Mantenimiento y reparacin

Mantenimiento a medidores grandes ....

Mantenimiento a medidores pequeos ...

Desarmado, limpieza y revisin ....


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Mantenimiento a medidores grandes

Se debe atacar con los siguientes criterios:

1.- Si son medidores de velocidad, se debe tenercuidado pues la mayora tiene por norma no trabajarlosa ms del 33.3% del caudal nominal en formapermanente y este valor ser el caudal admisible.

2.- Si son medidores volumtricos se le debe rebajar al25% el valor del numeral anterior.

3.- Dependiendo del caudal admisible que registre.a).- El mantenimiento debe hacerse cada dos aoscuando el medidor registre mensualmente el 50%del caudal admisible. O sea, tenemos Qn = Caudalnominal, Qa = Caudal admisible = Qn/3


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Cuando el consumo total mensual sea la mitad de Qt menor se puede hacerle mantenimiento

preventivo cada dos aos.

b).-Cuando el consumo total mensual se encuentraentre el 50% y el 75% del Qt se debe hacermantenimiento cada seis meses.

c).-Cuando se encuentra por encima del 75% se debemantener cada dos meses y presumiblementeantes, ya que a ese ritmo se espera que se daefrecuentemente. Hay que pensar en colocar otro

medidor de mayo capacidad nominal.


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4.- El mantenimiento preventivo consiste en suspenderel suministro, para desarmar el medidor y chequearle

sus piezas para localizar desgastes o quemaduras queobliguen su cambio. Proceder a ajustar todas suspartes y si es necesario calibrar las medidas de lapieza encargada de medir para garantizar su exactitud.

An, es mejor cambiar la pieza de medida por otra quehaya sido calibrada previamente en el taller, de estaforma garantizar su buen funcionamiento por el perodoque calculamos en el punto anterior.

5.- Se deben leer los medidores con una periodicidadtal que permita su pronto conocimiento de cualquier

irregularidad tal como atraso o parada que le puederepresentar problemas a la Empresa de agua. Cada1000m3 es una cifra que puede servir de pauta y si elconsumo diario es superior a ella entonces, leer todoslos das ser lo recomendable.


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6.- Sobra decir que el medidor se debe reparar,

generalmente "in situ", inmediatamente se detecte que

est fallando o malo, porque buena parte de los

ingresos de las Empresas de agua se encuentran en

dichos medidores pudiendo llegar al 25% del facturado

total por un 0.5% de instalaciones.

7.-Si el medidor que se encuentra dentro del tercer

grupo del numeral tercero, se daa con frecuencia, es

necesario cambiarlo por uno de mayor capacidadnominal.

Mantenimiento y reparacion


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Mantenimiento a medidores pequeos

1.- Los fabricantes garantizan el medidor para quetrabaje en forma continua durante 5 aos y algunoshasta 7 aos. Nunca a ms de 30 Qn segn todas lasnormas internacionales, para el caso de " resulta queno debe superar 90m3 / mes. Pero la norma

colombiana va ms lejos y dice que no debe superarlos 50 Qn por mes y no ms de 2 Qn por da.Por tanto debe cambiarse y calibrar los medidorescada cinco aos.

2.- Los fabricantes tambin advierten que cuandosupere los 5000m3 de registro debe chequearse en eltaller y reemplazar las piezas desgastadas o malas.


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Si asumimos 450m3 por mes por consumo normal,

tendremos 9 aos y medio de uso continuo a la mitad

del caudal admisible por mes.Por consiguiente debe cambiarse todo medidor que

llegue a 5000m3 de registro, lo cual supone que no se

lleva historia del medidor por que antes de dicho

metraje debi haber cumplido la norma primera.

3.-Siempre que se dae un medidor, aunque no hayacumplido los dos numerales anteriores, se deben cambiar

los medidores, porque se debe garantizar que no se hace uncobro a los consumidores por promedio.



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Desarmado, limpieza y revisin

Propsito: Dar al lector los conocimientosrelativos al desarmado, lavado yreconocimiento general de los medidoresvolumtricos, as como el uso de lasherramientas adecuadas para realizar unbuen trabajo.

Se enuncia a continuacin el ordenoperacional indispensable para lograr unaeficiencia optima al evaluar un medidor decaudal.


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Medidores volumtricos:

Elementos necesarios ...

Desarmado ...

Lavado ...



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Elementos Necesarios

Banco de desarme: Es aquel donde secoloca el medidor para su desarmado antes

de la limpieza. Estos en lo posible deben

adaptarse a cada medidor segn su marcay es indispensable que tenga una prensa.

Lavadero: Es similar al de una cocina, pero

frecuentemente ms profundo. El desage

debe tener una malla que impida la perdida

de las piezas pequeas.


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Banco de Reparaciones: Es similar al de desarme,pero debe tener adems de la prensa de base una

prensa paralela que se utiliza para fijar algunoselementos mientras se reparan. El desarme al igualque las reparaciones deben hacerse cada una en subanco con el fin de no confundir piezas ya lavadas, elno ensuciar piezas y as tener un mayor control sobre

lo realizado.

Caja de Desarmado: En todo taller debe haber variascajas de desarmado, por lo menos una o dos poroperario. En estas cajas el operario debe colocar las

piezas del medidor en el compartimiento A, antes delavar las piezas y a medida que va lavando las piezaslas va trasladando al compartimiento B, esto con el finde no ensuciar las piezas.


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Gasolina: (opcional) Para limpiar piezas,especialmente aquellas que se hallan muy

engrasadas. Se debe tener especial cuidado con

el almacenamiento de este producto por su

carcter inflamable.

medidores volumetricos


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Desarmado

1.3.1. Ajustar el medidor en la prensa de desarme y remover elsello.

1.3.2. Aflojar los tornillos que fijan la tapa del registrador a lacarcaza superior, luego retirar el anillo metlico que rodea alregistrador, y levantar como se indica en la figura.

1.3.3. Extraer el pin de cambio del registrador y el del tren de

piones que se encuentra encima de la glndula.

1.3.4. Con una llave de cubos y un berbiqu, afljese la tuerca dela glndula y retrese los empaques de esta misma. (Btesesiempre)

1.3.5. Se aflojan los tornillos que sujetan las dos carcazas y seretiran, luego se retira (con la mano) el empaque y se bota, si algode l queda adherido a alguna de las carcazas rspesesuavemente.Retire el tren de piones de la carcaza superior.


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1.3.6. Tmese la carcaza superior y retrese eleje con mariposa; Extraiga la glndula y susempaques.

1.3.7. Para el desarmado del tren de piones:primero suelte los tornillos que unen las dosbases del tren. Se extraen los piones y sus

ejes con la mano.Para extraer la cmara de la carcaza inferior,se golpea suavemente esta carcaza; la cmarasaldr fcilmente, separe las tapas de la

cmara y extraiga el dispositivo de medida, yasea disco o pistn.



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Lavado

Una ves terminado el desarmado y colocadaslas piezas en la caja de desarmado, se lleva

sta al lavadero, y se procede al lavado de las

piezas.

Se debe tener cuidado de no usar la gasolinasobre las piezas de plstico.

Siempre se debe lavar el medidor con agua

fra.

Siempre se debe retirar el exceso de agua de

cada pieza.



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conclusin:

Tener en cuenta que los Medidores de Flujosson dispositivos, el cual pueden ser utilizadoen muchas aplicaciones tecnolgicas y

aplicaciones de la vida diaria, en dondeconociendo su funcionamiento y su principiode operacin se puede entender de unamanera ms clara la forma en que este nos

puede ayudar para solventar o solucionarproblemas o situaciones con las cuales soncomunes


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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

[1] L. Mott Robert, Mecnica de fluidos aplicada,prentice hall, cuarta edicin, pp 375-405

[2] T. Crowe Clayton, F. Elger Donald y A.

Roberson john, Mecnica de fluidos, Grupoeditorial patria, octava edicin, pp 580-615.

[3] Mataix Claudio, mecnica de fluidos ymaquinas hidrulicas, grupo editorial alfaomega,

segunda edicin, pp125-151 [4] H. Shames Irving, mecnica de fluidos,

tercera edicin.


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[5]http://www.monografias.com/trabajos12/mecflui/me

cflui.shtml[6] http://www.pce-iberica.es/instrumentos-de-medida/metros/manometros-pitot.htm[7]http://www.infoagro.com/instrumentos_medida/doc_anemometro_velocidad_viento.asp?k=80[8]http://www.sabelotodo.org/aparatos/anemometro.html[9]

http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml[10]http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/medidor


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