Conceptos básicos de la medición de caudal
El flujo de un gas o líquido se mide por una variedad de razones, que ciertamente incluyen consideraciones comerciales como parte de un contrato y también en varios procesos de producción. El caudal o caudal volumétrico (volumen / tiempo) se puede registrar, entre otras cosas, mediante el valor medido de presión .
Q = V / t = VmA
Q = caudal volumétrico
Vm = velocidad media
t = tiempo
A = área
V = volumen
Ahora tomaremos la medición del caudal volumétrico usando una placa de orificio como ejemplo. Al unir la placa a una tubería, esta se estrecha en un punto.
Imagen 1: Placa de orificio
Con un flujo suave, debe prevalecer la misma presión antes y después de la placa de orificio:
p 1 + ½ ρv 1 2 = p 2 + ½ ρv 2 2
p = presión
ρ = densidad
v = velocidad
Esta suposición se basa en la ecuación de continuidad, que establece que todo lo que fluye hacia una tubería eventualmente también sale:
v 1 UNA 1 = v 2 UNA 2
v = velocidad
A = área
Imagen 2: Medición de flujo
Sin embargo, en condiciones realistas, se produce fricción, que luego conduce a una caída de presión:
p + ½ ρv 2 + w R = constante
p = presión
ρ = densidad
v = velocidad
w R = tasa de fuerza de fricción por volumen
Imagen 3: Caída de presión
Esta caída de presión es importante para determinar el caudal volumétrico. Sin embargo, el efecto de fricción en sí depende de muchos factores. Por ello, se utiliza una fórmula empírica, que a su vez se apoya en valores empíricos. El caudal volumétrico ahora resulta en última instancia de la raíz del diferencial de presión:
Q = 4000 αεd 2 √∆p / ρ
Q = caudal de volumen
α = coeficiente de caudal empírico
ε = factor de expansión
d = diámetro del orificio interno
∆p = diferencial de presión
ρ = densidad
Para que esta fórmula sea un poco más fácil para los usuarios, todos los valores constantes del sistema de medición y el medio de medición se pueden resumir como la constante ‘ c ‘. El resultado de un fluido, por ejemplo, ofrece la ecuación:
Q = c √Δp