INTRODUCCIN

EFECTO VENTURI

El efecto Venturi consiste en que un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presin cuando aumenta la velocidad al pasar por una zona de seccin menor. En ciertas condiciones, cuando el aumento de velocidad es muy grande, se llegan a producir presiones negativas y entonces, si en este punto del conducto se introduce el extremo de otro conducto, se produce una aspiracin del fluido de este conducto, que se mezclar con el que circula por el primer conducto.El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido es constante pero la seccin disminuye, necesariamente la velocidad aumenta tras atravesar esta seccin. Por el teorema de la conservacin de la energa mecnica, si la energa cintica aumenta, la energa determinada por el valor de la presin disminuye forzosamente.Efectivamente, segn el principio de Bernoulli:

Dnde: = velocidad del fluido en la seccin considerada. = aceleracin gravitatoria, g = 9,81 m/s2. = presin en cada punto de la lnea de corriente. es el peso especfico (). Este valor se asume constante a lo largo del recorrido cuando se trata de un fluido incompresible. = altura, en vertical, sobre una cota de referencia. Los subndices y indican que los valores se toman en un punto 1 y en otro punto 2, a lo largo de la conduccin.Expresado de este modo, cada uno de los sumandos tiene como dimensin una longitud, por lo que se consideran todos alturas: , altura de velocidad, , altura de presin y altura geomtrica.A igualdad de los dems factores, y teniendo en cuenta el principio de continuidad, que expresa que al disminuir la seccin en un conducto, aumenta la velocidad del fluido que lo recorre, puede deducirse que, en un estrechamiento del conducto, si aumenta, necesariamente debe disminuir .Pero adems, si el estrechamiento en el punto es tal, que la velocidad sea suficientemente grande para que , para que se cumpla Bernoulli, la altura tendr que ser negativa y por tanto la presin. Cuando por sta o por otra circunstancia, la presin se hiciera negativa, en teora traer consigo la detencin del movimiento del fluido o, si se introduce un tubo con otro fluido, este fluido sera aspirado por la corriente del primero.

PLACA ORIFICIO

Cuando dicha placa se coloca en forma concntrica 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. La corriente 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. El valor real del coeficiente de descarga C depende de la ubicacin de las ramificaciones de presin, igualmente es afectado por las variaciones en la geometra de la orilla del orificio. El valor de C es mucho ms bajo que el del tubo Venturi o la boquilla de flujo puesto que el fluido se fuerza a realizar una contraccin repentina seguida de una expansin repentina.

Algunos tipos de placas orificios son los siguientes:

VERTEDEROSLos vertederos de paredes delgadas son vertederos hidrulicos, generalmente usados para medir caudales. Para obtener resultados fiables en la medicin con el vertedero de pared delgada es importante que: tenga la pared de aguas arriba vertical, est colocado perpendicularmente a la direccin de la corriente, y, la cresta del vertedero sea horizontal o, en el caso de que esta sea triangular, la bisectriz del ngulo est vertical.Adems, debe cuidarse de mantener la presin atmosfrica debajo de la lmina vertida; el canal aguas arriba debe ser recto y estar desobstruido. La carga h, sobre la cresta del vertedero debe ser medida a una distancia suficiente, aguas arriba, para no tener influencia de la curvatura de la superficie lquida en la proximidad del vertedero. Para mantener la presin del aire, y evitar que este se vea succionado, acercando la lmina de agua al aliviadero, se instalan sistemas e aireacin (generalmente tubos a los lados por donde entra el aire).

MARCO TEORICO TUBO DE VENTURI

Un tubo de Venturi es un dispositivo inicialmente diseado para medir la velocidad de un fluido aprovechando el efecto Venturi. Efectivamente, conociendo la velocidad antes del estrechamiento y midiendo la diferencia de presiones, se halla fcilmente la velocidad en el punto problema.La aplicacin clsica de medida de velocidad de un fluido consiste en un tubo formado por dos secciones cnicas unidas por un tubo estrecho en el que el fluido se desplaza consecuentemente a mayor velocidad. La presin en el tubo Venturi puede medirse por un tubo vertical en forma de U conectando la regin ancha y la canalizacin estrecha. La diferencia de alturas del lquido en el tubo en U permite medir la presin en ambos puntos y consecuentemente la velocidad.En otros casos utiliza este efecto para acelerar la velocidad de un fluido obligndole a atravesar un tubo estrecho con el extremo en forma de cono. Estos modelos se utilizan en numerosos dispositivos en los que la velocidad de un fluido es importante y constituyen la base de aparatos como el carburador.Cuando se utiliza un tubo de Venturi hay que tener en cuenta un fenmeno que se denomina cavitacin. Este fenmeno ocurre si la presin en alguna seccin del tubo es menor que la presin de vapor del fluido. Para este tipo particular de tubo, el riesgo de cavitacin se encuentra en la garganta del mismo, ya que aqu, al ser mnima el rea y mxima la velocidad, la presin es la menor que se puede encontrar en el tubo. Cuando ocurre la cavitacin, se generan burbujas localmente, que se trasladan a lo largo del tubo. Si estas burbujas llegan a zonas de presin ms elevada, pueden colapsar produciendo as picos de presin local con el riesgo potencial de daar la pared del tubo.

La concntrica sirve para lquidos, la excntrica para los gases donde los cambios de presin implican condensacin, cuando los fluidos contienen un alto porcentaje de gases disueltos.El uso de la placa de orificio es inadecuado en la medicin de fluidos con slidos en suspensin pues estas partculas se pueden acumular en la entrada de la placa., el comportamiento en su uso con fluidos viscosos es errtico pues la placa se calcula para una temperatura y una viscosidad dada y produce las mayores prdidas de presin en comparacin con los otros elementos primarios. VERTEDEROS TRIANGULARESPara medir pequeos gastos, el vertedero triangular es ms preciso que el rectangular, puesto que, para un mismo caudal, los valores de h son mayores. Para medir caudales muy pequeos (menos de 6 litros por segundo), se obtiene mejor precisin utilizando aliviaderos de pared delgada de seccin triangular, pues la presin vara con la altura, dndose un gran gradiente de velocidad entre la parte inferior del tringulo y la superior. El caudal sobre un aliviadero triangular es dado por la frmula:

Dnde: = ngulo del vrtice del tringulo = aproximadamente a 0.58 variando ligeramente con la carga y el ngulo de la abertura.

MEDIDOR DE TURBINAEl fluido provoca que el rotor de la turbina gire a una velocidad que depende de la velocidad de flujo. Conforme cada una de las aspas de rotor pasa a travs de una bobina magntica, se genera un pulso de voltaje que puede alimentarse de un medidor de frecuencia, un contador electrnico u otro dispositivo similar cuyas lecturas puedan convertirse en velocidad de flujo. Velocidades de flujo desde 0.02 l/min hasta algunos miles de l/min se pueden medir con fluxmetros de turbina de varios tamaos.

Comparativa de los distintos sensores de flujo

Sensor de flujoLquidos recomendadosPrdida de presinExactitud tpica en %Medidas y dimetrosEfecto viscosoCoste Relativo

OrificioLquidos sucios y limpios; algunos liquidos viscososMedio2 a 4 of full scale10 a 30AltoBajo

WedgeLquidos viscososBajo a medio0.5 a 210 a 30BajoAlto

Tubo VenturiLquidos viscosos, sucios y limpiosBajo15 a 20AltoMedio

Tubo PitotLquidos limpiosMuy bajo3 a 520 a 30BajoBajo

TurbinaLquidos limpios y viscososAlto0.255 a 10AltoAlto

ElectromagneticLquidos sucios y limpios; liquidos viscosos y conductoresNo0.55NoAlto

Ultrasonic (Doppler)Lquidos sucios y liquidos viscososNo55 a 30NoAlto

Ultrasonic (Time-of-travel)Lquidos limpios y liquidos viscososNo1 a 55 a 30NoAlto

Flume (Parshall)Lquidos sucios y limpiosMuy bajo2 a5NoMuyBajoMedio