calibracion de banco de pruebas

5/26/2018 Calibracion de Banco de Pruebas

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DISEO Y CONSTRUCCION DE UN BANCO PARA LA CALIBRACIN DE

MEDIDORES DE FLUJO DE GAS DE ALTO CAUDAL UTILIZANDO

PATRONES TIPO TURBINA Y ROTATIVO.

HEBERT ARMANDO CRDENAS DAZ

GERMN JOS COVELLI SOLANO

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERAS FSICO MECNICAS

ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

BUCARAMANGA

2008


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DISEO Y CONSTRUCCION DE UN BANCO PARA LA CALIBRACIN DE

MEDIDORES DE FLUJO DE GAS DE ALTO CAUDAL UTILIZANDO

PATRONES TIPO TURBINA Y ROTATIVO.

HEBERT ARMANDO CRDENAS DAZ

GERMN JOS COVELLI SOLANO

Trabajo de Grado para optar al ttulo deIngeniero Mecnico

Director

OMAR ARMANDO GELVEZ AROCHA

Ingeniero Mecnico

Codirector

LUIS EDUARDO GARCIA SANCHEZ

Ingeniero Mecnico

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFACULTAD DE INGENIERAS FSICO MECNICAS

ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

BUCARAMANGA

2008


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DEDICATORIA

A mis queridos padres Hermes Crdenas Mantilla y Luz Marina Daz Duartepor su infinito amor hacia sus hijos, el cual los lleno de inmensa paciencia,

compresin y sabidura para apoyarnos en todos nuestros proyectos, dando

lo que tenan y lo que no tenan.

A mis hermanos Fabin Leonardo y Sandra Paola Crdenas Daz por su

ejemplo de superacin, mostrndome que para grandes recompensas se

deben hacer grande esfuerzos.

A mi familia Crdenas Mantilla por su cario y apoyo, mostrndome que no

estaba solo.

A mis amigos y compaeros con los cuales compart en el CDT de GAS, por

su apoyo incondicional y por ensearme a ser un mejor profesional.

Hebert Armando Crdenas Daz


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DEDICATORIA

A mi madre Leonor por su ejemplo y comprensin, pero lo ms importante

por trasmitirme su nobleza que con el tiempo tal vez pueda alcanzar e igualar

pero nunca superar. De forma muy especial espero que recibas esta

modesta dedicacin como un pequeo agradecimiento por haberme dado la

vida.

A mi padre Germn por su comprensin y apoyo. Por guiarme y recorrerconmigo mis primeros pasos en el difcil camino de la vida.

A mis hermanos Ana Maria, Juan Diego y Carmen Leonor por estar siempre

conmigo y por su paciencia.

A Luz Stella Glvez por su apoyo incondicional durante todo este tiempo y

por ensearme que la amistad no se mide en minutos ni en aos, se mide en

lealtad, comprensin y colaboracin.

A mis amigos por brindarme su comprensin, compaa y sobre todo su

amistad incondicional en las situaciones buenas y malas.

Germn Jos Covelli Solano


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AGRADECIMIENTOS

A Omar Glvez Arocha, ingeniero mecnico, director del proyecto y amigo,por esta gran oportunidad que gracias a el tuvimos, por su respaldo,

confianza, compresin y colaboracin oportuna.

A Henry Abril Blanco director de la Corporacin CDT de GAS y a Lus

Eduardo Garca jefe de proyectos de la corporacin CDT de GAS por la

oportunidad y confianza..

A Heverth Osorio y a Lus Osorio por su colaboracin en este proyecto

aportando su valiossimo tiempo, gran conocimiento y paciencia.

A todo el personal de la Corporacin CDT de GAS por ese apoyo

incondicional recibido en el desarrollo de este proyecto.

Gracias.


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TABLA DE CONTENIDO

................................................................................................................... Pg.

INTRODUCCIN ............................................................................................ 11 FLUJO DE FLUIDOS ............................................................................... 4

1.1 FLUIDO ............................................................................................ 41.2 FLUJO .............................................................................................. 51.3 CARACTERISTICAS DEL FLUJO .................................................... 7

1.3.1 Flujo Ideal y Flujo Real .............................................................. 81.3.2 Nmero de Reynolds ................................................................. 8

1.3.3 Flujo Laminar y Flujo Turbulento ............................................... 81.3.4 Asimetra del perfil de velocidades. ......................................... 111.3.5 Rotacin y remolinos (swirl). ................................................... 121.3.6 Flujo en rgimen permanente y no permanente. ..................... 141.3.7 Flujo compresible e incompresible. ......................................... 15

1.4 PERDIDAS DE CARGA EN CONDUCTOS CERRADOS OTUBERIAS. ............................................................................................... 15

1.4.1 Prdidas Primarias .................................................................. 151.4.2 Perdidas Secundarias. ............................................................ 19

2 MEDICION DE CAUDAL DE FLUIDOS ................................................. 222.1 TIPOS BASICOS DE MEDICION DE CAUDAL .............................. 22

2.1.1 Medicin de la velocidad puntual............................................. 222.1.2 Medicin de la velocidad media en tuberas. ........................... 242.1.3 Medicin del caudal volumtrico. ............................................. 252.1.4 Medicin del volumen total ...................................................... 252.1.5 Medicin de caudal msico ..................................................... 262.1.6 Medicin de la masa total ........................................................ 27

2.2 TIPOS DE MEDIDORES DE CAUDAL. .......................................... 272.2.1 Medidores de velocidad. .......................................................... 282.2.2 Medidores de desplazamiento positivo. ................................... 292.2.3 Medidores de presin diferencial. ............................................ 302.2.4 Medidores msicos. ................................................................. 31

CAPITULO 3 ................................................................................................. 323 CALIBRACION DE MEDIDORES DE FLUJO DE GAS ......................... 32

3.1 DEFINICION Y GENERALIDADES ................................................ 323.1.1 Curvas de calibracin para medidores de flujo de gas. ........... 353.1.2 Error de indicacin del medidor de caudal. ............................. 353.1.3 Trazabilidad. ............................................................................ 36

3.2 CALIBRACION ............................................................................... 383.2.1 Patrones de calibracin ........................................................... 40


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3.2.2 Patrn primario. ....................................................................... 403.2.3 Patrn secundario. .................................................................. 413.2.4 Patrn de referencia ................................................................ 413.2.5 Patrn de trabajo. .................................................................... 41

3.3 PROPIEDADES DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICION. ........ 423.3.1 Resolucin ............................................................................... 423.3.2 Repetibilidad ............................................................................ 433.3.3 Reproducibilidad. ..................................................................... 443.3.4 Exactitud e incertidumbre. ....................................................... 443.3.5 Alcance de medicin y linealidad............................................. 453.3.6 Rangeabilidad.......................................................................... 463.3.7 Zona de calibracin. ................................................................ 46

3.4 FORMAS PARA CALIBRAR MEDIDORES DE GAS...................... 473.4.1 Calibracin con Campana gasomtrica. .................................. 493.4.2 Calibracin con patrn Gravimtrico por aspiracin. ............... 49

3.4.3 Calibracin con un Pistn. ....................................................... 513.4.4 Calibracin con banco de Boquillas. ........................................ 523.4.5 Calibracin con Cmara Hmeda ............................................ 533.4.6 Calibracin con Turbinas ......................................................... 54

3.5 MEDIDORES PATRON TIPO TURBINA Y ROTATIVO ................. 553.5.1 Medidores de alto caudal. ....................................................... 553.5.2 Caractersticas de los medidores tipo turbina. ......................... 563.5.3 Caractersticas de los medidores tipo rotativo. ........................ 59

CAPITULO 4 ................................................................................................. 624 DISEO DEL BANCO ........................................................................... 62

4.1 DESCRIPCION GENERAL DEL BANCO ....................................... 65

4.2 SELECCIN DE LOS PATRONES. ............................................... 674.3 TUBOS DE MEDICION. ................................................................. 704.4 TUBOS DE TRABAJO. ................................................................... 724.5 ELEMENTOS REGULADORES DE FLUJO. .................................. 734.6 CABEZALES PRINCIPALES. ......................................................... 764.7 DISEO DE LOS ELEMENTOS DE SUJECCION. ........................ 784.8 DISEO DE LOS ACONDICIONADORES DE FLUJO................... 804.9 SELECCIN DEL SISTEMA GENERADOR DE FLUJO. ............... 81

4.9.1 Calculo de la cada de presin del banco. ............................... 814.9.2 Seleccin de Blowers. ............................................................. 864.9.3 Seleccin del sistema de potencia de los Blower. ................... 884.9.4 Seleccin de los variadores de velocidad. ............................... 90

4.10 DISEO DE LAS ESTRUCTURAS Y SOPORTES. ....................... 914.10.1 Estructura principal. ................................................................. 914.10.2 Diseo del soporte del cabezal horizontal. .............................. 954.10.3 Diseo del soporte de los tubos de trabajo. ............................ 964.10.4 Diseo de los soportes de los medidores bajo prueba (MUT). 964.10.5 Diseo de la estructura de almacenamiento de los tubos detrabajo. ................................................................................................ 98


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4.11 DISEO DEL CUARTO DE MAQUINAS. ..................................... 1014.12 DISEO DEL DUCTO DE DESCARGA. ...................................... 103

4.12.1 Criterio de velocidad. ............................................................. 1034.12.2 Criterio de costo. ................................................................... 104

4.13 REDISEO DE LA CAPACIDAD DE ENFRIAMIENTO DELLABORATORIO. ..................................................................................... 1054.13.1 Verificacin del sistema de aire acondicionado. .................... 1064.13.2 Calculo de la carga trmica. .................................................. 1084.13.3 Actividades de mejora. .......................................................... 109

4.14 SELECCIN DEL SISTEMA DE ADQUISICION DE DATOS. ..... 1124.14.1 Transmisores de temperatura................................................ 1124.14.2 Transmisores de presin. ...................................................... 1134.14.3 Barmetro. ............................................................................. 1144.14.4 Plataforma de control. ........................................................... 114

4.15 EVOLUCION DEL DISEO. ......................................................... 117

CAPITULO 5 ............................................................................................... 1245 CONSTRUCCION DEL BANCO .......................................................... 1245.1 CONSTRUCCION DEL BANCO DE CALIBRACION.................... 1245.2 CONSTRUCCION DEL ESTANTE PARA TUBOS ....................... 1305.3 CONSTRUCCION DE LOS ACONDICIONADORES DE FLUJO. 1335.4 CONSTRUCCION DEL CUARTO DE MAQUINAS. ..................... 1345.5 INSTALACION DEL SISTEMA DE INDUCCION DE FLUJO. ....... 136

CAPITULO 6 ............................................................................................... 1386 PRUEBAS ............................................................................................ 138

6.1 EVALUACION DIMENSIONAL ..................................................... 1386.1.1 Equipo Utilizado. .................................................................... 138

6.1.2 Procedimiento........................................................................ 1396.1.3 Resultados. ........................................................................... 1406.2 PRUEBAS DE RUGOSIDAD ........................................................ 141

6.2.1 Equipo Utilizado. .................................................................... 1416.2.2 Procedimiento........................................................................ 1416.2.3 Resultados. ........................................................................... 142

6.3 PRUEBAS HIDROSTATICAS. ..................................................... 1426.3.1 Equipo Utilizado. .................................................................... 1436.3.2 Procedimiento........................................................................ 1446.3.3 Resultados. ........................................................................... 146

RECOMENDACIONES ............................................................................... 147CONCLUSIONES ....................................................................................... 148BIBLIOGRAFA ........................................................................................... 150

ANEXOS ..................................................................................................... 151


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Perfil de velocidades del flujo laminar. ............................................. 9Figura 2. Perfil de velocidades del flujo turbulento........................................ 10Figura 3. Variacin del perfil de velocidad aguas abajo de una curva. ......... 11Figura 4. Fenmeno del flujo secundario ...................................................... 12Figura 5. Flujo helicoidal debido a dos curvas adyacentes en planos .......... 13Figura 6. Perfil de velocidad de un flujo. ....................................................... 13Figura 7. Acondicionador de flujo. ................................................................. 14Figura 8. Diagrama de Moody. ...................................................................... 18Figura 9. Monograma de prdidas de carga secundarias. ........................... 21

Figura 10. Medicin de la velocidad puntual. ................................................ 23Figura 11. Puntos de medicin de la velocidad puntual segn la regla deTchebycheff. ................................................................................................. 23Figura 12. Medicin de la velocidad media. .................................................. 24Figura 13. Medicin de la velocidad media. .................................................. 25Figura 14. Medidores de volumen. ................................................................ 26Figura 15. Medidor de flujo msico. .............................................................. 27Figura 16. Clasificacin de medidores de flujo.............................................. 28Figura 17. Medidores de velocidad. .............................................................. 29Figura 18. Principio de funcionamiento de un medidor rotativo. ................... 30Figura 19. Medicin de flujo con platinas de orificio. ..................................... 31

Figura 20. Medidor de coriolis ....................................................................... 31Figura 21. Principio de operacin cuando se utiliza una turbina. .................. 34Figura 22. Curva de calibracin de un medidor de flujo. .............................. 35Figura 23. Carta de trazabilidad de medidores de flujo. ................................ 38Figura 24. Calibracin de medidores de Gas. ............................................... 39Figura 25. Clasificacin de patrones de medicin. ........................................ 40Figura 26. Resolucin para indicadores anlogos y digitales. ...................... 42Figura 27. Diferencias entre la repetibilidad y la exactitud. ........................... 43Figura 28. Expresin de la incertidumbre en una medicin. ......................... 45Figura 29. Zona de calibracin. ..................................................................... 47Figura 30. Campana Gasomtrica. ............................................................... 50

Figura 31. Mtodo gravimetrito por aspiracin. ............................................. 50Figura 32. Calibracin con pistn. ................................................................. 51Figura 33. Boquilla Snica. ........................................................................... 52Figura 34. Banco de boquillas snicas. ........................................................ 53Figura 35. Cmara hmeda. ......................................................................... 54Figura 36. Medidor tipo turbina. .................................................................... 55Figura 37. Partes de un medidor tipo turbina. ............................................... 58


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Figura 38. Principio de operacin medidor tipo rotativo. ............................... 59Figura 39. Esquema general del Banco ........................................................ 66Figura 40. Patrones de referencia. ................................................................ 69Figura 41. Alcance de calibracin de medidores seleccionados. .................. 70

Figura 42. Recomendaciones dada por AGA 7/2006. ................................... 71Figura 43. Tubos de trabajo para medidores de 12 pulgadas y clase 150, 300....................................................................................................................... 73Figura 44. Vlvula mariposa tipo lug. ............................................................ 76Figura 45. Diseo compacto y flexible del banco. ......................................... 77Figura 46. Diseo cabezal horizontal y cabezales verticales. ....................... 78Figura 47. Brida de trabajo de dimetro nominal 12 pulgadas. ..................... 79Figura 48. Acondicionador de flujo. ............................................................... 80Figura 49. Ejemplo de un escenario de operacin para la calibracin de unmedidor tipo turbina G-2500. ........................................................................ 82Figura 50. Comportamiento de los Blowers en operacin. ........................... 87

Figura 51. Ajuste curva de operacin Blower al punto de operacin. ........... 88Figura 52. Variacin de Pot al freno Vs Caudal segn fabricante. ................ 89Figura 53. Estructura de soporte. .................................................................. 92Figura 54. Fuerzas actuantes en el modelo esttico. .................................... 93Figura 55. Factor de seguridad Estructura de soporte. ................................. 94Figura 56. Soporte cabezales horizontales. .................................................. 95Figura 57. Soporte de tubos del medidor bajo prueba. ................................. 96Figura 58. Soporte para medidores bajo prueba........................................... 97Figura 59. Anlisis esttico estructura MUT. ................................................ 97Figura 60. Anlisis estructural del soporte del MUT. ..................................... 98Figura 61. Estructura para almacenar tubos. ................................................ 99

Figura 62. Propiedades fsicas de los tubos calculadas por software. .......... 99Figura 63. Factor de seguridad Estructura para tubos ................................ 100Figura 64. Estructura cuarto de maquinas. ................................................. 102Figura 65. Ensamble de mdulos al cuarto de maquinas. .......................... 103Figura 66. Dimensiones del ducto de descarga segn criterio de velocidad.................................................................................................................... 104Figura 67. Dimensiones del ducto de descarga criterio de costo. ............... 105Figura 68. Aire acondicionado del laboratorio del CDT de GAS. ................ 106Figura 69. Recarga de refrigerante. ............................................................ 110Figura 70. Cambio del aislamiento trmico de la condensadora................. 110Figura 71. Sistema de ductos de aire mejorado. ......................................... 111Figura 72. RTDs y transmisores. ................................................................ 113Figura 73. Transmisores de presin. .......................................................... 113Figura 74. Barmetro calibrado. .................................................................. 114Figura 75. Banco de calibracin - alternativa 1 ........................................... 117Figura 76. Banco de calibracin Alternativa 2. ......................................... 119Figura 77. Banco de calibracin - Alternativa 3.......................................... 119Figura 78. Banco de calibracin Alternativa 4 .......................................... 120Figura 79. Banco de calibracin Alternativa 5. ......................................... 121


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Figura 80. Banco de calibracin Alternativa 6. ......................................... 123Figura 81. Construccin tubera en lamina de espesor 2.5 mm. ................. 125Figura 82. Fabricacin de reducciones. ...................................................... 126Figura 83.Tubos de medicin...................................................................... 127

Figura 84. Tubos de trabajo. ....................................................................... 127Figura 85. Estructura soporte de tubos de medicin y medidores. ............. 128Figura 86. Ensamble en fbrica. ................................................................. 129Figura 87. Ensamble banco de calibracin. ................................................ 130Figura 88. Estante para tubos de trabajo. ................................................... 132Figura 89. Construccin Cuarto de maquinas. ............................................ 135Figura 90. Cimentacin de placa e instalacin de cuarto para Blowers. ..... 136Figura 91. Instalacin de Blowers. .............................................................. 137Figura 92. Medicin longitudinal de tubos. .................................................. 139Figura 93. Medicin diametral de tubera. ................................................... 140Figura 94. Medida de espesores de tubera. .............................................. 140

Figura 95. Medicin de la rugosidad. .......................................................... 142Figura 96. Montaje de prueba hidrosttica. ................................................. 144Figura 97. Manmetro y toma de presin. .................................................. 145Figura 98. Temperatura y Presin de la prueba.......................................... 145


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LISTA DE TABLAS

Pg

.

Tabla 1. Dispositivos para la calibracin de medidores de gas. ................... 48Tabla 2. Caractersticas de algunos medidores de alto caudal. .................... 56Tabla 3. Caractersticas de desempeo tpicas de un medidor tipo turbina. . 56Tabla 4. Denominacin de los medidores tipo turbina. ................................. 58Tabla 5. Principales caractersticas de los medidores tipo rotativo. .............. 60Tabla 6. Denominacin de los medidores tipo rotativo. ................................ 60

Tabla 7. Comparacin bancos de calibracin alto caudal. ............................ 64Tabla 8.Diferentes opciones para seleccin de los patrones. ....................... 68Tabla 9. Tubera para patrones segn AGA 7. ............................................. 71Tabla 10. Medidores cliente. ......................................................................... 74Tabla 11. Seleccin de tubera. .................................................................... 74Tabla 12. Comparaciones para la seleccin de vlvulas. ............................. 75Tabla 13. Resultado del diseo de Bridas. ................................................... 79Tabla 14. Cada de presin general del Banco. ............................................ 86Tabla 15. Caractersticas de los motores. ..................................................... 90Tabla 16. Caractersticas de los variadores de velocidad. ............................ 91Tabla 17. Resultado del anlisis esttico. ..................................................... 93

Tabla 18. Masa y centros de masa de lo tubos de trabajo. ......................... 100Tabla 19. Valores lmites permisibles para ruido continuo o intermitente. .. 101Tabla 20. Principales caractersticas de la unidad de aire acondicionado. . 107Tabla 21. Consideracin para el clculo de la Carga Trmica. ................... 108Tabla 22. Caractersticas del sistema de adquisicin de datos................... 115Tabla 23. Relacin de costos de los elementos del banco. ........................ 131Tabla 24. Relacin de costos de Estante y soportes. ................................. 132Tabla 25. Relacin de costos para acondicionadores de flujo. ................... 134Tabla 26. Relacin de costos construccin de cuarto de maquinas. .......... 135Tabla 27. Distribucin de la prueba hidrostatica. ........................................ 144Tabla 28. Resultados de las pruebas hidrostticas. .................................... 146


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LISTA DE ANEXOS

Anexo 1. ESCENARIOS DE OPERACIN........................................................ 152Anexo 2. CADA DE PRESION PARA CADA MEDIDOR PATRN.............. 153Anexo 3. CADA DE PRESIN DE LOS MEDIDORES CLIENTE................. 154Anexo 4. CADA DE PRESIN EN LOS ACONDICIONADORES................ 155Anexo 5. DESCRIPCION DEL SOFTWARE SF PRESSURE DROP........... 156Anexo 6. EJEMPLO DE CALCULO UTILIZANDO EL SOFTWARE SFPRESSURE DROP 6.2......................................................................................... 162

Anexo 7. PERDIDA CALCULADAS CON SF PRESSURE DROP................ 165Anexo 8. CATALOGO CHICAGO BLOWERS MODELO D1.......................... 166

Anexo 9. CATALOGO CHICAGO BLOWERS MODELO I1........................... 167Anexo 10. ESPECIFICACIONES DEL BLACK TEATHER............................. 168Anexo 11. FICHAS TECNICAS TRANSMISORES DE TEMPERATURA.... 169Anexo 12. FICHAS TECNICAS TRANSMISORES DE PRESION................. 174Anexo 13. ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL BAROMETRO............... 179Anexo 14. PROPIEDADES DEL ACERO AISI 304.......................................... 181Anexo 15. PROPIEDADES DEL ACERO ESTRUTURAL ASTM A-36......... 182


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NOMENCLATURA O GLOSARIO

NOTACIN

A rea, m2.

AT rea total, m2.

D Dimetro, m.

DN Dimetro nominal, mm.

e Espesor, m.f Factor de friccin.

g Aceleracin gravitacional, m/s2.

hL Perdida de carga primaria.

hLS Perdida de carga secundaria.

hLT Suma total de prdidas primarias y secundarias.

k compresibilidad de un fluido.

K coeficiente adimensional de perdida de carga.

L Longitud, m.

LE Longitud quivalente.

m Masa, kg.

P Presin.

Qm Caudal masico, kg/h.

QM Caudal masico de un fluido.

QmaxCaudal mximo.

Qt Caudal de transicin.Qv Caudal volumtrico, m

3/h.

Re Nmero de Reynold.

T Temperatura.

t Tiempo.


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v Velocidad media de flujo.

V Volumen, m3.

Vi Volumen indicado.

Vm Velocidad media, m/s.

Vt Volumen convencionalmente verdadero.

z Altura.

LETRAS GRIEGAS

Densidad. Coeficiente de expansin trmica volumtrica, 1/K.

h Espesor de capa lmite hidrodinmica, m.

t Espesor de capa lmite trmica, m.

Error.

ngulo, grados o radianes.

Longitud de onda, m.

Viscosidad dinmica, Kg.m/s.

SUBNDICES

1,2 Se refiera a la entrada y salida de un sistema.

CV Convencionalmente verdadero.

D Dimetro.

E Equivalente.

i Indicado.

M Msico.

o Garganta.


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P Presin.

T Temperatura.

Transv Transversal.

V Volumtrico.


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RESUMEN

TTULO:DISEO Y CONSTRUCCION DE UN BANCO PARA LA CALIBRACION DE MEDIDORESDE FLUJO DE GAS DE ALTO CAUDAL UTILIZANDO PATRONES TIPO TURBINA YROTATIVO

AUTORES:Hebert Armando Crdenas Dais.German Jos Covelli Solano.

PALABRAS CLAVES:Medicin, flujo de fluidos, Medidores de flujo, Calibracin de medidores de flujo, Turbinas.

DESCRIPCIN:El objetivo de este proyecto es dotar a la corporacin Centro de Desarrollo Tecnolgico deGas, de un banco de calibracin el cual se utilizara para calibrar medidores de gas de altocaudal. De esta manera se contribuye al avance tecnolgico de Colombia en cuanto ainfraestructura metrolgica y a sistemas de medicin de gas se refiere.

El banco de calibracin incluye el sistema de tuberas para la conduccin de flujo de aire, elsistema generador de flujo, el sistema regulador de flujo, los medidores patrones y unsistema de adquisicin de datos en tiempo real el cual presenta una interfaz con la cual elmetrolgo opera el banco.

Las turbinas y el medidor rotativo fueron calibrados en el Physikalisch TechnischeBundesanstalt (PTB) de Alemania, obtenindose as bajos niveles de incertidumbre ytrazabilidad a patrones internacionales.

Todas las partes y accesorios mecnicos del banco de calibracin fueron fabricados y/oadquiridos en Colombia.

El proyecto fue desarrollado por el Centro de Desarrollo Tecnolgico de Gas con el apoyo deColciencias y la Universidad Industrial de Santander, con el fin de ampliar la infraestructurametrolgica existente en Colombia para la calibracin de medidores de gas de dimetrosentre 3 y 12, en un alcance entre 32 m3/h a 4500 m3/h y una incertidumbre deaproximadamente 0.3 %. Adems el banco de calibracin estar en capacidad de ampliarsu alcance de operacin a 6000 m3/h adicionando una turbina patrn con caractersticassimilares a las adquiridas.

*Proyecto de grado.**Facultad de Ingenieras Fsico-Mecnicas, Ingeniera Mecnica. Director: Ing. Omar

Armando Gelvez Arocha.


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SUMMARY

TITLE:DESIGN AND CONSTRUCTION OF A BANK FOR THE CALIBRATION FLOW METERSHIGH GAS FLOW USING PATTERNS TYPES TURBINES AND ROTARY

AUTHORS:Hebert Armando Crdenas Diaz.German Jos Covelli Solano

KEY WORDS:Measurement, fluid flow, Flow Meters, Calibration of flow meters, Turbines.

DESCRIPTION:The objective of this project is to endow the Corporation Centro de Desarrollo Tecnolgico deGas, a bank calibration which was used to calibrate meters high gas flow. This will contributeto technological advancement of Colombia on metrological infrastructure and systems ofmeasurement gas deals.

The bank calibration includes the piping system for driving air flow, the flow generatorsystem, the regulatory system flow meters patterns and data acquisition system in real timewhich provides an interface with which The Metrology operates the bank.

The turbines and rotating was calibrated meter in the Physikalisch Technische Bundesanstalt(PTB) of Germany, thus low levels of uncertainty and traceability to international standards.

All parts and accessories mechanical bank calibration were fabricated and / or acquired inColombia.

The project was developed by the Centro de Desarrollo Tecnolgico de Gas with supportfrom Colciencias and the Universidad Industrial de Santander, in order to expand the existingmetrological infrastructure in Colombia for the calibration of meters of gas diameters between3 "and 12" , In a range between 32 m3/ha 4500 m3/hy uncertainty about 0.3%. In additionthe bank calibration will be able to expand its scope of operation to 6000 m3 / h adding aturbine pattern similar to those acquired.

Final Year Project.**Faculty of Engineering Physical-Mechanics. Engineering Mechanical. Director: Ing.Omar Armando Gelvez Arocha.


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INTRODUCCIN

El nivel de desarrollo de un pas se mide por el avance de su tecnologa y por

la capacidad de realizar mediciones con bajos niveles de error. La

infraestructura metrolgica del pas para la medicin de gas requiere de

sistemas de medicin y personal altamente capacitado garantizando

seguridad en las mediciones con bajo nivel de incertidumbre con la cual se

brinden garantas en los procesos de medicin con el fin de obtener

mediciones concordantes entre los transportadores, distribuidores,

comercializadores de manera que se proteja al pequeo, mediano y gran

consumidor.

Frente a esta situacin el Centro de Desarrollo Tecnolgico del Gas y la

Universidad Industrial de Santander con el apoyo de Colciencias

desarrollaron un proyecto que representa una alternativa de solucin con el

cual se presenta una facilidad tecnolgica para la calibracin de medidores

de gas que garantiza el constante avance y desarrollo tecnolgico ademsde la apropiacin de nuevos conocimientos en el campo de la medicin y el

flujo de fluidos en Colombia.

El presente proyecto de grado se desarrolla como parte de una propuesta

hecha por el CDT de GAS la cual es financiada por COLCIENCIAS, para

realizar el diseo y construccin de una facilidad tecnolgica para la

calibracin de medidores de gas de alto caudal a baja presin, de estamanera se pretende alcanzar y superar el nivel metrolgico de pases como

Brasil y Mxico los cuales actualmente cuentan con tecnologas similares.

El resultado de este proceso es un banco patrn con capacidad de realizar

calibracin de medidores de gas en un alcance entre 32 m3/h y 4500 m3/h y


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12

que opera a presin atmosfrica el cual esta en capacidad de obtener

incertidumbres inferiores a 0.3 %.

El capitulo 1 tiene como fin presentar a ustedes los conceptos fundamentalesde la mecnica de fluidos, adems presenta los conceptos relacionados con

perdidas de cargas en conductos cerrados y tuberas.

En el capitulo 2 presenta un descripcin de los diferentes mtodos de

medicin de caudal y los tipos de medidores mas utilizados actualmente en la

industria Colombiana.

El capitulo 3 tiene como objetivo describir todo aquello relacionado con la

calibracin, describiendo los conceptos y las generalidades de los

parmetros a tener en cuenta en una calibracin, describiendo adems las

diferentes formas para calibrar medidores y centrando la atencin en los

medidores tipo turbina y rotativo. Adems de esto este capitulo habla de las

propiedades de los instrumentos de medicin.

En el capitulo 4 se presentan los criterios tenidos en cuenta para el diseo

del banco de calibracin adems de los parmetros requeridos para la

seleccin de los patrones y el dimensionamiento de las lneas de flujo,

adems se presenta una descripcin del diseo de los componentes mas

importantes, finalmente se presenta la evolucin del diseo y los factores que

afectaron dicha evolucin.

El capitulo 5 presenta el proceso de construccin del banco de calibracindescribiendo los materiales y dando un referente a los procesos llevados a

cabo durante su fabricacin.


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13

Finalmente en el capitulo 6 se presentan las diferentes pruebas realizadas al

banco que permitieron verificar su correcto funcionamiento y por ende el

cumplimiento de los objetivos propuestos en este trabajo de grado.


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CAPITULO 1

1 FLUJO DE FLUIDOS

1.1 FLUIDO

La definicin bsica de fluido establece que es una sustancia que debido a

su poca cohesin intermolecular carece de forma propia y adopta la forma

del recipiente que lo contiene, una definicin mas conveniente para el tema

que nos compete define a un fluido como; una sustancia que se deforma

continuamente y experimenta un movimiento relativo entre sus partes

elementales, al ser sometida a un esfuerzo cortante por ms pequeo que

ste sea. Un fluido se puede clasificar segn las caractersticas que presente

en:

- Lquido

- Gas

Segn el comportamiento observado de un fluido a una temperatura y

presin determinadas se puede decir que; los lquidos ofrecen una gran

resistencia al cambio de volumen, pero no de forma y los gases ofrecen poca

resistencia al cambio de volumen y de forma. El comportamiento de lquidos

y gases es anlogo en conductos cerrados (tuberas), pero no en conductosabiertos (canales). Tambin podemos decir que los lquidos son poco

compresibles y los gases muy compresibles, aunque cuando las variaciones

de presin que entran en juego en el comportamiento del gas son

demasiadas pequeas se puede considerar al fluido como incompresible.


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5

El movimiento de un fluido se puede estudiar mediante las ecuaciones de la

dinmica de fluidos, bajo la hiptesis de un medio continuo, de esta forma las

variables de estado del fluido tales como la presin, densidad y la velocidadse consideran funciones continuas del espacio y del tiempo.

El transporte de un fluido se puede llevar acabo segn su condicin, en un

canal abierto, en donde el fluido esta expuesto a condiciones atmosfricas, o

en un canal cerrado en donde las condiciones del fluido dependen del

proceso industrial que se este realizando, siendo esta la forma mas

comnmente utilizada a travs de una tubera de seccin circular.

1.2 FLUJO

El flujo se considera como la cantidad de fluido, expresada en masa o en

volumen que atraviesa un punto o una seccin de referencia, transversal a

la tubera, en una cierta cantidad de tiempo. Por lo tanto el parmetro tasa

de flujo o caudal Q se expresa en unidades de masa o volumen por unidad

de tiempo (Kg/h m3/ h). El caudal volumtrico VQ tambin esta definido

por el producto entre la velocidad media del fluido y la seccin transversal de

la tubera, como se puede observar en la siguiente ecuacin.

TRANSVmediaV AVQ *= Ecuacin 1.

De igual forma podemos decir que caudal msico mQ tambin se define

como el producto entre el caudal volumtrico y la densidad del fluido ,

ver ecuacin 2.


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6

*mm QQ = Ecuacin 2.

La densidad de un fluido esta definida por la relacin entre la masa m y el

volumen contenido V , ver ecuacin 3.

V

m= Ecuacin 3.

En la prctica de la medicin de flujo es difcil llevar acabo la medicin

directa de la densidad por lo tanto aprovechando el hecho de que la densidades funcin de la temperatura y de la presin podemos inferir el valor de esta.

Ver ecuacin 4.

( )PT,= Ecuacin 4.

Al derivar esta expresin y drsele un manejo matemtico se generan dos

trminos que representan la compresibilidad de un fluido en trminos de

estas dos propiedades, como se aprecia en las siguientes ecuaciones. Ver

ecuacin 5 y 6.

dTT

dPP

d **

+

=

Ecuacin 5.

Dividiendo por la densidad.

dTdPd

**

= Ecuacin 6.


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7

Donde el parmetro ( ) se denomina Coeficiente volumtrico de expansin

trmica de un fluido este coeficiente proporciona una medida de la cantidad

por la cual cambia la densidad como respuesta a un cambio en la

temperatura mientras la presin se mantiene constante, (ver ecuacin 7), y el

parmetro ( ) representa la compresibilidad de un fluido y relaciona el

cambio diferencial de su densidad ocasionado por el cambio unitario en la

presin manteniendo una temperatura constante (ver ecuacin 8).

PT

=

1 Ecuacin 7.

TP

=

1 Ecuacin 8.

1.3 CARACTERISTICAS DEL FLUJO

Existen varias maneras de clasificar el flujo, pero siempre se encuentran por

lo menos tres condiciones que deben considerarse:

a. La ecuacin de continuidad la cual establece que, para un flujo en

rgimen permanente, el caudal en masa de un fluido es el mismo en

cualquiera de las secciones transversales de la tubera y si el fluido es

incompresible el caudal volumtrico tambin se mantiene constante.

b. La ley del movimiento de Newton aplicada para cada partcula del

fluido en cada instante.


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8

c. En las paredes del tubo. La componente normal de la velocidad es

igual a la velocidad del tubo. Para un fluido real la componente

tangencial de la velocidad del fluido en la pared es cero, en relacin ala pared de la tubera.

1.3.1 Flujo Ideal y Flujo Real

El concepto de flujo ideal es una hiptesis la cual obedece a un modelo

idealizado el cual nunca se presenta en la prctica y se define como un flujoen donde no existe atraccin entre las partculas mviles adyacentes o lo que

se entiende como la no existencia de viscosidad. En un flujo ideal se

consideran las fuerzas internas, perpendiculares a cualquier seccin. Por el

contrario en ningn flujo real la viscosidad es nula.

1.3.2 Nmero de Reynolds.

Este parmetro adimensional describe el comportamiento del flujo de un

fluido a travs de una tubera, este parmetro es de gran importancia en la

medicin de caudal de fluidos, y se define como:

DvD =Re Ecuacin 9.

1.3.3 Flujo Laminar y Flujo Turbulento

Existen dos regimenes en los cuales un fluido puedo fluir por una tubera:

flujo laminar y flujo turbulento. En el flujo laminar todas las partculas del


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9

fluido se mueven en lneas rectas diferenciadas, paralelas al eje de la tubera

y de modo ordenado. Este rgimen es gobernado por la ley de Newton de la

viscosidad y ocurre cuando el nmero de Reynolds (Re) es inferior a 2000.

En una tubera circular, la velocidad adyacente a las paredes es cero yaumenta hasta un valor mximo en el centro de la tubera. El perfil de

velocidades posee la forma de una parbola y el valor de la velocidad media

es la mitad del valor de la velocidad mxima la cual se da en el eje central.

Ver Figura 1.

Figura 1. Perfil de velocidades del flujo laminar.

Por el contrario el rgimen de flujo turbulento tericamente se produce a

nmeros de Reynolds superiores a 2000, sin embargo en algunas

situaciones este rgimen se puede iniciar o continuar por debajo de nmeros

de Reynolds de 2000. En el flujo turbulento las fuerzas de inercia predominan

y las fuerzas viscosas son secundarias. En un rgimen como este no es

posible distinguir lneas de corriente independientes, por lo tanto las

partculas del fluido no siguen la misma trayectoria. El perfil de velocidades

de un flujo turbulento en un tramo de tubera recto y lo suficientemente largo

tiene un forma mas achatada que la que se da en el perfil de un flujo laminar


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10

(Ver Figura 2), y la velocidad en el centro es aproximadamente 1.2 veces la

velocidad media dependiendo de la rugosidad de la tubera.

Figura 2. Perfil de velocidades del flujo turbulento.

En algunos caso el flujo laminar puede sufrir una transformacin a flujo

turbulento, esto se da cuando se presenta;

a) Un cambio en la velocidad del flujo

b) Alteraciones en el flujo propio.

c) Un cambio en la rugosidad de la superficie por la cual se fluye.

d) Cambien en el gradiente de presin. Las alteraciones en el flujo se

amortiguan cuando la presin esttica decrece con la distancia a lo

largo del flujo y cuando esta presin aumenta las alteraciones se

amplifican.

e) Cambio en otros factores como la densidad del fluido, la longitud y el

coeficiente de viscosidad.


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11

1.3.4 Asimetra del perfil de velocidades.

El perfil de velocidad de un flujo se puede distorsionar cuando:

Existe un cambio de direccin en la tubera

Al atravesar por diferentes accesorios como lo son; vlvulas,

reducciones o medidores.

En la Figura 3 se puede observar la variacin de un perfil de velocidades a lo

largo de una tubera aguas abajo de una curva.

La axisimetria del perfil es vital en el comportamiento de un medidor debido a

que la desviacin de un perfil obtenido en condiciones de calibracin en

comparacin con uno obtenido en condiciones de operacin arrojara errores

de medicin de difcil cuantificacin.

Figura 3. Variacin del perfil de velocidad aguas abajo de una curva.


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12

1.3.5 Rotacin y remolinos (swirl).

El flujo despus de atravesar una curva sufre un fenmeno llamado flujo

secundario el cual consiste en una rotacin perpendicular al eje de la tuberadel flujo, el cual se superpone al movimiento principal en la direccin del eje.

Esta rotacin se produce debido a la friccin de la tubera combinada con la

fuerza centrifuga que experimenta el flujo debido a la curva. Ver Figura 4.

Figura 4. Fenmeno del flujo secundario

Otro fenmeno que se encuentra en la medicin de flujo es el flujo rotacional

en tres dimensiones tambin conocido como swirl, el cual se produce al

existir dos curvaturas adyacentes posicionadas en planos diferentes, este

tipo de arreglo produce que el flujo gire de forma helicoidal persistiendo este

fenmeno por largas distancias. En la Figura 5 podemos ver una descripcin

mas detallada.


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13

Figura 5. Flujo helicoidal debido a dos curvas adyacentes en planos

Diferentes

Fuente: Corporacin CDT de GAS.

Cuando los nmeros de Reynolds son altos este fenmeno decae a una tasa

muy baja y entre mas bajos son los nmeros de Reynolds mas baja es esta

tasa, por lo cual es necesario para disminuir este fenmeno, existen 2 formas

de contrarrestarlo, la primera dejando suficiente longitud de tubera para

lograr la axisimetria (ver Figura 6) y la segunda mediante la instalacin de

acondicionadores de flujo, (Ver Figura 7) para que el perfil que ingrese al

medidor sea lo mas axisimetrico posible.

Figura 6. Perfil de velocidad de un flujo.

Fuente: Ph.D Kazuto Kawakita.


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14

Figura 7. Acondicionador de flujo.

Fuente: Corporacin CDT de GAS

1.3.6 Flujo en rgimen permanente y no permanente.

Se dice que un fluido esta en rgimen permanente cuando en cualquier

punto del espacio por donde fluye, sus caractersticas no varia con el tiempo.

Tericamente se puede tener un flujo en rgimen permanente cuando este

pertenece al flujo en rgimen laminar, esto debido a que el flujo en rgimen

turbulento presenta fluctuaciones en la velocidad y en la presin en cada

punto.

Un flujo en condiciones de rgimen no permanente por el contrario presenta

variaciones en sus caractersticas a lo largo del tiempo. Para efectos

prcticos, cuando las caractersticas de un flujo varan de forma simtrica

alrededor de un valor constante se puede considerar como flujo en rgimen

permanente.


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15

1.3.7 Flujo compresible e incompresible.

Otra clasificacin que se le puede dar a un flujo es la de compresible e

incompresible y esta depende del nivel de variacin de la densidad del fluidodurante su flujo. El flujo incompresible es una aproximacin debido a que

hasta los lquidos pueden ser comprimidos cuando se someten a muy altas

presiones. Cuando se modela el comportamiento de un lquido como flujo

incompresible se incurre en un porcentaje muy bajo, pero cuando son los

gases modelados como flujos incompresibles el porcentaje de error depende

del nmero de Mach. Para algunas aplicaciones se considera un flujo

incompresible cuando la variacin de la densidad es demasiado pequeas oel nmero de Mach es igual o menor a 0,3.

1.4 PERDIDAS DE CARGA EN CONDUCTOS CERRADOS O TUBERIAS.

Para el transporte de fluidos se utilizan dos clases de conductos los abiertos

o canales y los cerrados o tuberas en los cuales el fluido se encuentra bajo

presin o depresin. La perdida de carga en la tubera puede se de dos

clases; primarias o secundarias. Las perdidas primarias son las perdidas de

superficie debido al contacto del fluido con la tubera (capa limite),

rozamiento de una capa del fluido con otras (flujo laminar) o de las

partculas del fluido entre si (flujo turbulento). Las perdidas secundarias son

las perdidas de forma las cuales se presentan en transiciones como

reducciones o ampliaciones, vlvulas y accesorio de la tubera.

1.4.1 Prdidas Primarias

La energa de un fluido en movimiento en un punto de una seccin 2 ser

igual a la energa en un punto de una seccin 1 menos la energa perdida


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16

entre los puntos 1 y 2 debido al rozamiento. La ecuacin de Bernoulli con

prdidas y alturas equivalentes expresa este comportamiento. (Ver ecuacin

10).

g

vz

g

ph

g

vz

g

pL

*2**2*

22

2

22

1

1

1 ++=++

Ecuacin 10.

Donde:

p - Presin.

- Densidad del fluido.

g - Constante de la gravedad.

z - Altura.

v - Velocidad del fluido.

Lh - Perdida primaria entre los puntos 1-2.

La prdida Lh por rozamiento en la tubera desde el punto 1 al punto 2 se

expresa como una perdida de altura en longitud. Esta prdida causada por el

esfuerzo cortante en la pared para un flujo desarrollado esta relacionada con

la ecuacin de Darcy-Weisbach. (Ver ecuacin 11).

g

v

D

LfhL

2**

2

= Ecuacin 11.

Donde:

f - Factor de friccin.

L - Longitud de la tubera.D - Dimetro interno de la tubera.


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17

La ecuacin de Darcy-Weisbach es valida tanto para flujo laminar como para

flujo turbulento y se puede utilizar en gases y vapores que fluyen por tuberas

de dimetros constantes, si se tiene en cuenta la siguiente restriccin:

Si la perdida de presin calculada ( )21 PP es menor que el 10% de la

presin de entrada se obtiene una exactitud razonable si el volumen

especifico que se introduce en la formula se basa en las condiciones

de entrada o en las condiciones de salida, cualesquiera que sean

conocidas.

La formula de Darcy puede ser deducida por anlisis dimensional con laexcepcin del factor de friccin f , el cual debe ser determinado de manera

experimental. Se ha encontrado que el factor de friccin para flujo laminar

( )2000eR , es funcin del numero de

Reynolds y del tipo de pared de la tubera. Si el flujo es laminar el factor de

friccin f puede ser determinado por la siguiente ecuacin llamada la

ecuacin de Poiseuille. (Ver ecuacin 12).

eRf

64= Ecuacin 12.

Para flujo turbulento como el factor de friccin depende del numero de

Reynolds y de la rugosidad relativa de las paredes de la tubera D

podemos determinar su valor por medio del diagrama de Moody (Ver Figura

8).


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18

Figura 8. Diagrama de Moody.

Fuente: Claudio Mataix.

El diagrama de Moody presenta las siguientes caractersticas:

Para una aspereza de pared dada , medida por una aspereza

relativa D

existe un valor para el nmero de Reynolds por encima

del cual el factor de friccin es constante, definiendo el rgimen

completamente turbulento. Este comportamiento se puede describir de

una forma aproxima con la siguiente ecuacin. (Ver ecuacin 13).

=

DLog

f*7.3*2

1 Ecuacin 13.


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19

Para valores de asperezas relativas

D

mas pequeos se observa

que, al disminuir el valor del nmero de Reynolds, el valor del factor

aumenta en la zona de transicin y finalmente adquiere el mismo valorque para una tubera lisa. Igualmente este comportamiento se puede

observar con la ecuacin de Colebrook. (Ver ecuacin 14)

+=fRD

Logf e *

51.2

*7,3

1*2

1

Ecuacin 14.

Los valores de rugosidad dados en el diagrama de Moody son para

tuberas nuevas, con el tiempo estas se ensucian y corroen

aumentando de esta manera el factor de friccin.

1.4.2 Perdidas Secundarias.

Este tipo de perdida tienen lugar en los cambios de seccin, direccin de la

corriente como los que producen los; ensanchamiento, reducciones, codos,

vlvulas de diferentes tipo y dems accesorios de la tubera. Todos estos

elementos producen perturbaciones en el flujo generando remolinos y

desprendimiento aumentado de esta manera las perdidas.

El clculo de las perdidas secundarias se puede realizar por dos mtodos; el

primer mtodo utiliza una formula especial y un coeficiente de perdidas

adimensional de perdidas secundarias y el segundo mtodo utiliza la misma

formula de perdidas primarias, sustituyendo en dicha formula la longitud de la

tubera L , por una longitud equivalente EL .


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20

Ecuacin fundamental de las prdidas secundarias: Es anloga a la

ecuacin de Darcy-Weisbach y se define de la siguiente manera:

g

vKhLS

2*

2

= Ecuacin 15.

Donde:

LSh - Perdida de carga secundaria

K- Coeficiente adimensional de perdida de carga secundaria o

coeficiente de resistencia.

El coeficiente adimensional o de resistencia depende del tipo de accesorio,

del nuecero de Reynolds, de la rugosidad y hasta de la configuracin antes

del accesorio, aunque para nmeros de Reynols mayores a 510*1>eR no

depende prcticamente del numero de Reynolds. Los problemas prcticos

con fluidos de poca viscosidad suelen entran en este campo. Los valores del

coeficiente adimensional o de resistencia se pueden encontrar en libros y

formularios de mecnica de fluidos.

Longitud de tubera equivalente: Este segundo mtodo consiste en

considerar las prdidas secundarias como longitudes equivalentes es decir

longitudes en metros de un trozo de tubera del mismo dimetro que

produciran las mismas perdidas de carga que los accesorios en cuestin.

Por lo tanto cada accesorio se sustituye por su longitud de tubera

equivalente EL para el clculo de perdidas en un sistema de tuberas

quedando la ecuacin general de la siguiente forma:

( )g

v

D

LLfh

E

LT2

**2+= Ecuacin 16.


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21

Donde:

LTh - Suma total de prdidas primarias y secundarias.

f - Factor de friccin. (Diagrama de Moody).

L - Longitud total de los tramos rectos de tubera.

EL - Suma de todas las longitudes equivalente de los diferentesaccesorios.

v - Velocidad media en la tubera.

Existen una serie de tabla y monogramas que muestran la longitud

equivalente para cada tipo de accesorio dependiendo de su dimetro interno.

Como se puede ver en la siguiente figura. (Ver Figura 9).

Figura 9. Monograma de prdidas de carga secundarias.

Fuente: Gould Pump U.S.A


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CAPITULO 2

2 MEDICION DE CAUDAL DE FLUIDOS

2.1 TIPOS BASICOS DE MEDICION DE CAUDAL

La medicin de caudal se puede referir a cualquiera de los siguientes tipos

de medicin ms comunes.

2.1.1 Medicin de la velocidad puntual.

Como su nombre lo indica la idea principal es la medicin de la velocidad en

un punto v del fluido cuando este fluye, para lo cual existen diversos

instrumentos como lo son; el anemmetro cuando se utiliza para medir lavelocidad del aire y los medidores de insercin si se utilizan especficamente

dentro de tuberas y ductos (ver

Figura 10). La velocidad puntual se mide en diferentes puntos, ASHRAE

estndar 111-88, The Associated Air Balanced Concil (AABC) y The National

Environmental Balancing Bureau (NEBB) han adoptado la regla logartmica

de Tchebycheff para medir la velocidad puntual, debido a que la distribucin

de puntos por medir que considera esta regla, esta asociada con el efecto de

la friccin en las paredes y la reduccin de velocidad cerca de las paredes

del ducto (Ver Figura 11).


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23

Una vez obtenida la velocidad puntual en estos puntos se puede calcular la

velocidad promedio y conocindose el rea transversal del flujo se puede

obtener un caudal volumtrico, dado por la ecuacin:

lTransversav AvQ *= Ecuacin 17.

Figura 10. Medicin de la velocidad puntual.

Figura 11. Puntos de medicin de la velocidad puntual segn la regla de

Tchebycheff.

Fuente: The Associated Air Balanced Concil.


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2.1.2 Medicin de la velocidad media en tuberas.

En algunos casos es importante conocer o determinar la velocidad media de

un flujo lo cual se puede lograr de diferentes formas:

1. Midiendo el caudal volumtrico, instalando en la tubera un medidor

tipo turbina o rotativo (Ver Figura 12) y conociendo el rea de la

seccin transversal de la tubera, aplicarse la siguiente ecuacin.

A

Qv V= Ecuacin 18.

Figura 12. Medicin de la velocidad media.

2. Medir la velocidad puntual en varios puntos de una seccin transversal

determinada, obteniendo de esta forma una media ponderada.

3. Por ultimo la forma de menor precisin es midiendo la velocidad en un

punto situado a4

3 de distancia entre el centro y la pared de la

tubera, debido a que en flujos completamente desarrollados, la

velocidad del fluido en ese punto representa aproximadamente la

velocidad media del flujo. Esto puede realizarse con un medidor de

insercin.


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25

Figura 13. Medicin de la velocidad media.

2.1.3 Medicin del caudal volumtrico.

Consiste en la determinacin de la cantidad de volumen que pasa de un

fluido en un intervalo de tiempo. Por general los medidores son diseados

para indicar directamente el valor del volumen pero si aplicamos la definicin

de caudal volumtrico (ver ecuacin 18), podemos conocer el valor de est.

t

VQV = Ecuacin 19.

El clculo, dependiendo del nivel de exactitud puede ser realizado con un

sistema de adquisicin de datos el cual recibe todas las seales que

intervienen en el proceso y posteriormente calcula el caudal volumtrico.

2.1.4 Medicin del volumen total

Casi todos los medidores se disean para indicar directamente el volumen

total V de fluido que pasa a travs del medidor de caudal, este tipo de

medidores se conocen como totalizadores. Dentro de este tipo de medidores

podemos encontrar turbinas, ultrasnicos, rotativos y diafragma.


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26

Figura 14. Medidores de volumen.

2.1.5 Medicin de caudal msico

Algunos medidores se encargan de indicar directamente el caudal msico de

un fluido MQ , estos son conocidos como medidores msico verdaderos, el

caudal msico de un fluido MQ representa el paso de una determinada

masa de fluido durante un intervalo de tiempo, es decir:

t

mQM = Ecuacin 20.

Otra forma de conocer el parmetro MQ seria determinando el caudal

volumtrico VQ y midiendo la densidad del fluido y aplicando la siguiente

relacin:

VM QQ *= Ecuacin 21.


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27

Figura 15. Medidor de flujo msico.

2.1.6 Medicin de la masa total

Para logra este tipo de medicin es necesario medir MQ e integrar lasmediciones en un tiempo determinado, lo cual podra lograrse con un sistema

de recepcin de seales el cual realice este calculo de una forma exacta.

Otra forma seria medir el volumen total del fluido V y conocer la densidad de

este y utilizar la ecuacin:

Vm *= Ecuacin 22.

Actualmente se pueden encontrar medidores con la capacidad de medir

directamente la masa total, como por ejemplo el medidor msico el cual esta

en capacidad de realizar la medicin de la masa total segn la configuracin

interna del medidor.

2.2 TIPOS DE MEDIDORES DE CAUDAL.

Para la medicin de caudal se pueden encontrar una gran serie de

instrumentos en el mercado los cuales pueden ser clasificados segn una


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28

gran variedad de criterios como lo son; el rango, la precisin, la perdida de

presin, el tipo de fluido, su calibracin, su principio de funcionamiento, etc.

Entre el gran nmero de clasificaciones, podemos encontrar una en dondetodos estos instrumentos se dividen en cuatro grandes grupos (Ver Figura

16).

Figura 16. Clasificacin de medidores de flujo.

2.2.1 Medidores de velocidad.

En este tipo de instrumentos un dispositivo primario genera una seal

proporcional a la velocidad del fluido. Entre alguna de sus ventajas

encontramos que, algunos medidores de este tipo no presentan mayores

interferencias al flujo del fluido y generan una seal lineal de salida con

respecto al flujo lo cual permite, el que no se relacionen con la raz cuadrada

del diferencial de presin eliminando de esta forma las potenciales

inexactitudes generadas en el calculo de la raz cuadrada y justificando su

gran rango de aplicacin con respecto a otros medidores de flujo. Dentro de

esta clasificacin podemos encontrar los medidores tipo turbina, ultrasnicos

y magnticos. (Ver Figura 17).


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29

Figura 17. Medidores de velocidad.

2.2.2 Medidores de desplazamiento positivo.

Este tipo de medidores como su nombre lo indica, operan bajo el principio de

desplazamiento (Ver Figura 18), el fluido al pasar por el contador produce

una perdida de presin entre la entrada y la salida provocando de esta forma

el movimiento rotativo de los diferentes elementos que forman la cmara la

cual se llena y se vaca con el paso del fluido. Los medidores dedesplazamiento positivo frecuentemente totalizan el flujo a travs de la

cuantificacin de una integral pero ellos tambin pueden generar un pulso de

salida el cual puede ser ledo por un instrumento o por medio de la

transmisin a un cuarto de control. Estos medidores pueden ser menos

precisos que otros medidores debido a que se pueden presentar fugas

internas entre sus elementos mviles.


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30

Figura 18. Principio de funcionamiento de un medidor rotativo.


2.2.3 Medidores de presin diferencial.

Miden el flujo de un fluido de forma indirecta gracias a la determinacin de la

diferencia de presin, producida por una restriccin hecha al flujo. (Ver Figura

19). Este tipo de medidores tambin son conocidos como medidores de

cabeza y por lo general son simples y de gran disponibilidad y ofrecen una

mayor flexibilidad en diferentes aplicaciones. Este tipo de medidores consta

de dos componentes principales; un dispositivo primario y uno secundario. El

dispositivo primario el cual se selecciona segn la compatibilidad con el fluidoespecifico o la aplicacin, se instala en la tubera para restringir el flujo y

generar de esta manera una diferencia de presin. El dispositivo secundario

mide el diferencial de presin y provee una seal al sistema de control, lo

cual hace que el tipo de recepcin de seal sea un factor importante para su

seleccin. Una de las principales ventajas de este tipo de medidores es que

no requiere de una calibracin en laboratorio debido a que el coeficiente de

descarga puede se calculado por medio de relaciones empricas, esto

siempre y cuando su instalacin cumpla con los requerimiento de una norma.


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31

Figura 19. Medicin de flujo con platinas de orificio.

2.2.4 Medidores msicos.

La caracterstica que distingue a esta clase de medidores de las otras clases

es el hecho de que, los medidores msicos miden directamente el flujo

msico y no el flujo volumtrico. Estos medidores combinan dos dispositivos

de medicin uno para medir el caudal volumtrico y el otro para medir la

densidad del fluido (para lquidos), estas dos entradas o seales son

combinadas en un microprocesador el cual arroja como resultado el caudal

msico. Se pueden encontrar otros medidores de este tipo, los cuales no

necesitan realizar la medicin del flujo volumtrico y la densidad del fluidocomo lo son; los medidores trmicos y los de coriolis.

Figura 20. Medidor de coriolis



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32

CAPITULO 3

3 CALIBRACION DE MEDIDORES DE FLUJO DE GAS

3.1 DEFINICION Y GENERALIDADES

Para determinar la conformidad de un producto o servicio con respecto a

las normas existentes, se deben realizar pruebas y ensayos mediante

aparatos e instrumentos de medicin. La medicin correcta de estos

instrumentos tiene una gran importancia para las partes involucradas y

para el entorno debido a los altos niveles de exigencia y calidad en el

contexto mundial. En el campo de la metrologa, la cual es la ciencia de

las mediciones, se dice que toda medicin tiene un error, lo cual hace

necesario determinar el error de indicacin de este instrumento mediante

una comparacin de su indicacin con la de un patrn de incertidumbre

conocida.

La calibracin se define como un conjunto de operaciones que

establecen, bajo condiciones especficas, la relacin entre los valores de

las magnitudes que indique un instrumento de medicin o un sistema de

medicin, y los valores correspondientes determinados por medio de

patrones1. El resultado de una calibracin permite bien sea asignar a las

indicaciones los valores de las magnitudes por medir, o determinar lascorrecciones con respecto a las indicaciones. Una calibracin tambin

puede determinar otras propiedades metrolgicas tales como el efecto de

las magnitudes de influencia, los resultados de una calibracin se pueden

1Definicin tomada del VIM 6.11 (Vocabulario Internacional de Metrologa).


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33

registrar en un documento al cual se le llama certificado de calibracin el

cual es emitido por un laboratorio de calibracin, encargado de asegurar

que los equipos de medicin, los patrones de trabajo y de referencia

estn acordes y trazables a patrones nacionales e internacionales.

Para la realizacin de una calibracin se deben tener en cuenta algunos

factores como los siguientes:

El principio de medicin, el cual es el fundamento cientfico usado

para realizar una medicin. Por ejemplo en el caso de la medicin

de caudal utilizando una turbina el principio de medicin es ladependencia de la velocidad angular del rotor con respecto al flujo,

al aumentar el flujo aumenta la velocidad angular (Ver Figura 21).

El conocimiento del principio de la medicin es fundamental para

poder dominar la medicin; permitindonos modificarla, disear

otra, evaluar su conveniencia, adems de esto poder estimar la

incertidumbre asociada a esta medicin.

El mtodo el cual es la secuencia lgica de operaciones genricas

y el procedimiento de medicin que es donde se describe de forma

detallada de los pasos a seguir para llevar acabo la medicin y

tambin se describen las condiciones ambientales bajo las cuales

se debe realizar la medicin.


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Figura 21. Principio de operacin cuando se utiliza una turbina.

El instrumento que puede ser un equipo de medicin (medidor y su

sistema de adquisicin de datos), un sistema de medicin (medidor

y todos los elementos que intervienen en la medicin como lo son

la tubera, medidores de presin y temperatura y el sistema de

adquisicin de datos), o un dispositivo de medicin (turbina).

Patrn de medicin, el cual se define como "medida materializada,

instrumento de medicin, material de referencia, o sistema de

medicin destinado a definir, realizar, conservar o reproducir una

unidad o uno o varios valores de una magnitud para que sirvan de

referencia2. Estos patrones pueden ser primarios, secundarios, de

referencia, de transferencia o de trabajo. Un ejemplo de patrn de

medicin puede ser un medidor tipo turbina con excelentes

caractersticas metrologcas como baja incertidumbre y gran

exactitud.

2Definicin tomada del VIM 6.1 (Vocabulario Internacional de Metrologa).


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3.1.1 Curvas de calibracin para medidores de flujo de gas.

Tambin conocidas como curvas caractersticas o de desempeo, son

grficos en donde se muestra la forma en que puede varia el desempeo deun medidor con respecto al caudal (Ver Figura 22), a la velocidad o al

nmero de Reynolds. El desempeo de un medidor esta asociado al

porcentaje de error registrado en una calibracin, en la cual se realizan una

serie de pruebas a lo largo de todo el alcance o rango de operacin del

medidor, comparando las lecturas de este contra las de un medidor de clase

o exactitud mayor.

Figura 22. Curva de calibracin de un medidor de flujo.


3.1.2 Error de indicacin del medidor de caudal.

Se define como:

CV

CVi

V

VV

= O porcentualmente, 100*CV

CVi

V

VV

= Ecuacin 23.

Donde:

tV - Volumen convencionalmente verdadero.

iV - Volumen indicado.


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Generalmente, el error se expresa en trminos de porcentajes respecto al

valor convencionalmente verdadero.

3.1.3 Trazabilidad.

Definida como la propiedad del resultado de una medicin o del valor de un

patrn, en virtud de la cual ese resultado se puede relacionar con referencias

estipuladas, generalmente patrones nacionales o internacionales, a travs

de una cadena interrumpida de comparaciones que tengan todas

incertidumbres determinadas3. Para entender mejor este concepto se puede

observar la carta de trazabilidad mostrada en la siguiente figura,(Ver

3Definicin dada por el VIM (Vocabulario Internacional de Metrologa)


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Figura 23), en donde se puede observar la relacin que existe entre las

mediciones realizadas por un medidor bajo prueba y un patrn, cuando existe

esta relacin podemos decir que las mediciones son trazables, por lo cual

cualquier medidor de gas de alto caudal calibrado en el CDT de GAS tendrtrazabilidad a patrones del CDT de GAS los cuales a su vez tienen

trazabilidad a laboratorios internacionales como PIGSAR y el PTB de

Alemania.

Al tener un patrn con trazabilidad a dos laboratorios diferentes se cuenta

con la ventaja de poder dar trazabilidad a los dems patrones (Trazables a

un solo laboratorio), realizando calibraciones internas, pudindose de estamanera implementar un aseguramiento metrolgico ms econmico.


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Figura 23. Carta de trazabilidad de medidores de flujo.

3.2 CALIBRACION

La calibracin es sencillamente la comparacin de un sistema de medicin

con respecto a otro de mejor calidad. El proceso de calibracin de

medidores de gas consiste bsicamente en medir un flujo de aire o de gas

inducido por un ventilador, este flujo es medido tanto por un medidor bajo

prueba como por un medidor patrn los cuales estn instalados en serie y

unidos por tubera, el medidor patrn puede ser primario o secundario. Cadasistema de medicin esta compuesto por tres grupos principales:


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Elemento primario:esta compuesto por los tubos aguas arriba, aguas abajo y

el medidor de flujo, este grupo se caracteriza por que sus elementos tiene

relacin directa con la magnitud que se esta midiendo, en este caso el flujo.

Elemento secundario:Se nombra as a los elementos encargados adquirir y

transmitir las seales generadas por los sensores o elementos de medicin

ejemplos de elementos secundarios son los sensores de temperatura como

lo son las RTD, los sensores de presin y los transductores de presin y

temperatura.

Elemento terciario: Elemento encargados de la adquisicin de datos oseales generadas por los elementos primarios y secundarios.

Una vez recibida toda la informacin por los elementos terciarios sobre el

comportamiento del medidor bajo prueba con respecto al patrn de

calibracin, se procede a generar un informe de calibracin en donde se

evidencia el estado metrolgico del medidor. (Ver Figura 24).

Figura 24. Calibracin de medidores de Gas.


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3.2.1 Patrones de calibracin

En la medicin de flujo no existe un patrn que de forma directa reproduzca

fsicamente la magnitud en cuestin, diferente a cuando se realizanmediciones de longitud o masa. Por lo tanto los patrones de flujo se derivan a

partir de mediciones relacionadas a patrones de magnitudes fundamentales

como lo son longitud, masa y tiempo. Los patrones de calibracin se pueden

clasificar de la siguiente manera:

Figura 25. Clasificacin de patrones de medicin.


3.2.2 Patrn primario.

El VIM define al patrn primario como Patrn que es designado o

ampliamente reconocido como poseedor de las ms altas cualidades

metrologcas, y cuyo valor se acepta sin referenciarlo a otros patrones de la

misma magnitud, La principal caracterstica de los patrones primarios es que

pueden ser calibrados con patrones de diferentes magnitudes. Un ejemplo de

patrn primario es la campana gasomtrica debido a su diseo y principio de

operacin posee la cualidad de ser calibrada por medio de un proceso

conocido como strapping, el cual consiste en comparar el volumen registrado

por la campana con el volumen que puede ser calculado conocindose el


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valor del dimetro y la distancia recorrida por la campana, en donde la

medicin del dimetro y la distancia se realiza con un patrn de longitud.

3.2.3 Patrn secundario.

El VIM define al patrn secundario como El patrn cuyo valor se asigna

mediante comparacin con un patrn de la misma magnitud. Ejemplo de un

patrn secundario es una turbina cuya calibracin se realiza mediante la

comparacin con un patrn de la misma magnitud, en este caso contra un

patrn de medicin de flujo volumtrico.

3.2.4 Patrn de referencia

El patrn que generalmente posee la mxima calidad metrolgica en un sitio

dado y del cual se derivan las mediciones hechas en dicho lugar el VIM lo

denomina como patrn de referencia. Un ejemplo de patrn de referencia es

la turbina G-1000 del banco de calibracin que fue calibrada en el PTB a baja

presin y en PIGSAR a alta presin convirtindose en la turbina de mejor

calidad metrolgica.

3.2.5 Patrn de trabajo.

El VIM denomina como patrn de trabajo al patrn que se utiliza

rutinariamente para calibrar o comparar instrumentos de medicin. Un patrn

de trabajo generalmente se calibra contra un patrn de referencia.


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3.3 PROPIEDADES DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICION.

Todo instrumento utilizado para cuantificar una magnitud tiene ciertas

caractersticas que son representativas de su comportamiento y sudesempeo.

3.3.1 Resolucin

Termino utilizado para describir la menor diferencia entre indicaciones

que puede alcanzar a percibirse en el instrumento o dispositivo indicador.

Para dispositivos indicadores digitales, es la variacin en la indicacincuando el digito menos significativo vara en una unidad. En el caso de

instrumentos o indicadores de tipo analgico, la resolucin es diferente de

la mnima divisin de escala, asocindose a la posibilidad que tiene un

observador de hacer subdivisiones entre dos marcas de la escala. (Ver

Figura 26).

Figura 26. Resolucin para indicadores anlogos y digitales.


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3.3.2 Repetibilidad

La repetibilidad de un instrumento de medicin es una indicacin de su

capacidad de entregar el mismo resultado cuando se utiliza para medir lamisma cantidad varias veces sucesivamente. Un valor numrico de la

repetibilidad puede obtenerse experimentalmente instalando dos

medidores idnticos lado a lado y comparando sus lecturas innumerables

veces de forma sucesiva. El indicador dado a la repetibilidad es el

porcentaje % , el cual se obtiene de calcular la desviacin estndar de

las medidas realizadas.

La repetibilidad se confunde frecuentemente con la exactitud, lo que se

desvirta en los grficos mostrados en la siguiente figura (Ver Figura 27),

mostrando que no son bajo ningn punto de vista, el mismo concepto.

Figura 27. Diferencias entre la repetibilidad y la exactitud.

Baja repetibilidadsignifica baja exactitud.

Alta exactitud significaalta repetibilidad.

Alta repetibilidad nosignifica necesariamentealta exactitud.


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3.3.3 Reproducibilidad.

Este trmino refleja la capacidad que posee un instrumento de entregar el

mismo resultado cuando se utiliza para medir la misma magnitud eninstantes diferentes, estas mediciones se realizan en las mismas

condiciones a lo largo del tiempo. La reproducibilidad es una cualidad que

debe evaluarse a largo plazo. Una forma de evaluar esta cualidad seria

calcular la desviacin estndar de los resultados generados en distintas

mediciones a lo largo del tiempo y dar un indicativo de la reproducibilidad

en porcentaje %. Existen normas que clasifican si un instrumento es

reproducible o no.

3.3.4 Exactitud e incertidumbre.

En el vocabulario internacional de metrologa se define la exactitud

como,la cercana del acuerdo entre el resultado de una medicin y un

valor verdadero de la magnitud por medir o en otras palabras es la

medida de la capacidad de un instrumento de decir la verdad. En la

actualidad, el trmino internacionalmente aceptado para expresar la

exactitud o inexactitud de una medicin es el termino incertidumbre. El

cual tiene un significado preciso y debera utilizarse asociado a los

resultados de todas las mediciones. La incertidumbre se define como

Parmetro asociado con el resultado de una medicin, que caracteriza la

dispersin de los valores que en forma razonable se le podran atribuir a

la magnitud por medir4. La incertidumbre se puede expresar en trminosde la magnitud medida o en porcentaje. Por ejemplo en la medicin de la

longitud de un bloque utilizando un calibrador con resolucin 0.1 mm e

incertidumbre segn certificado de calibracin del instrumento de 0.05


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mm, el resultado de esta medicin se expresa como se muestra en la

Figura 28.

Figura 28. Expresin de la incertidumbre en una medicin.

3.3.5 Alcance de medicin y linealidad

El alcance de medicin de un instrumento se define como el campo de

trabajo en el cual, el instrumento cumple los requisitos para unadeterminada exactitud por ejemplo el alcance de medicin de un medidor

tipo turbina G-100 es desde 32 m3/h hasta 160 m3/h.

La linealidad de un instrumento indica cuanto es su desempeo, cuando

trabajando en su rango efectivo de medicin, difiere del ideal, la linealidad

se da en porcentaje y se expresa como la desviacin del valor verdadero.

4Definicin dada por el VIM 3.9 (Vocabulario Internacional de Metrologa)


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3.3.6 Rangeabilidad.

Es la capacidad de un medidor de trabajar en un intervalo de caudal en el

cual se garanticen condiciones de medicin, existen tres parmetrosimportantes a tener en cuenta cuando se habla de rangeabilidad.

Caudal mnimo (Qmin): es el caudal mnimo que se necesita para

vencer las fuerzas de inercia y garantizar el paso de flujo a travs del

medidor.

Caudal de transicin (Qt): es el caudal mnimo a partir del cual lamedicin entrega valores aceptables. Qt>Qmin.

Caudal mximo (Qmax): es el caudal mximo para el cual se diseo el

medidor, sobrepasar este valor implica errores en la medicin y dao

estructural.

3.3.7 Zona de calibracin.

La zona de calibracin es la zona en la cual el medidor brinda la linealidad

necesaria para que la medicin tenga una baja incertidumbre (ver Figura 29),

esta definida por el Qt que es el caudal en el cual se pasa de la zona de

transicin a la zona de calibracin y el Qmax que es el caudal mximo para

el cual fue diseado el medidor. En esta zona las variaciones de flujo son

mnimas debido a que el medidor se encuentra operando en su alcance de

diseo, el Qt depende de la calibracin realizada en fbrica.

La zona de transicin se encuentra limitada por el Qmin y el Qt, esta zona no

es apta para la calibracin porque el medidor presenta variaciones en el flujo


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que pasa a travs de l, lo que se traduce en errores de medicin y aumento

en la incertidumbre de medicin.

Figura 29. Zona de calibracin.

3.4 FORMAS PARA CALIBRAR MEDIDORES DE GAS.

En los laboratorios de metrologa y calibracin podemos encontrar diferentes

formas de calibrar medidores de gas que dependen de parmetros tales

como la incertidumbre objetivo, el patrn utilizado, el alcance de calibracin

(Alcance o rango de caudal), el tamao del medidor a calibrar y la presin de

operacin, entre otras.

A continuacin se muestra una tabla (Ver Tabla 1), en donde podemos

encontrar los dispositivos utilizados actualmente en la Corporacin CDT de

GAS para realizar calibraciones de medidores de gas. Es necesario aclarar

que todas cumplen una estructura bsica la cual comprende la comparacin


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entre la medicin realizada por el patrn y la realizada por el medidor en

calibracin.

Tabla 1. Dispositivos para la calibracin de medidores de gas.

MODO DEOPERACION

VENTAJAS DESVENTAJASRANGO DE

OPERACION

CAMPANAGASOMTRICA

Baja presin

-Bajaincertidumbre.

-Fcil operaciny calibracin.

-Trabaja solo conpresiones cercade la atmosfrica.

-Limitacin en elvolumen deprueba

0.1 400 m3/h

GRAVIMETRICOPOR

ASPIRACIONBaja presin

-Principio deoperacinsimple.

-Bajasincertidumbres.

-Pocaestabilidad.

-Partes mviles.

0.1 3.5 m3/h

PISTONES Baja presin

-Maneja losms bajoscaudales.

-Incertidumbresmuy bajas.

-Partes mvilessusceptibles dedesgaste.

0.00006 3m3/h

BOQUILLASAlta y baja

presin

-Estables alargo plazo.

-Bajaincertidumbre.

-Fciloperacin.

-Caudalesrestringidos paracada boquilla.

0.02 600m3/h

CAMARASHMEDAS

Baja presin

-Equipo integral.

-Fciloperacin.

-Facilidad detransporte.

-Liquido sellanteevaporable ycostoso.-Partes mvilessusceptibles adesgaste.-Sensibles alnivel y calidad.

0.03 24 m3/h


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TURBINASAlta y baja

presin

-Amplio rangode operacin

-Reconocidasinternacionalmente

- Efectos defriccinmecnica.

-Desgaste por

partes mviles.

-Altos costos deconstruccin ycalibracin.

10 -1600 m3/h

Fuente: Corporacin CDT de GAS

3.4.1 Calibracin con Campana gasomtrica.

Este dispositivo es usado muy comnmente en calibraciones a baja presin,

el principio de funcionamiento de este dispositivo es el desplazamiento de

aire dentro de un volumen llamado campana, la cual se eleva a medida que

se llena de aire, un bao de aceite sirve como sello, la campana debe tener

una baja friccin y ser liviana. El rea del cilindro de la campana es una

variable conocida (A) y midiendo el desplazamiento de esta (L) cuando se

llena de aire podemos conocer el volumen ocupado, el cual es comparado

con el volumen del m

calibracion de banco de pruebas

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