Monografias | Flujo como variable de estado

Flujo

Entre los medidores llamados diferenciales encontramos clasificados a los medidores diferenciales de presión. Entendiéndose por medidor diferencial aquel, de cuyos principios de medición se infiere (de ahí el nombre) el resultado final.

El medidor diferencial de presión se identifica, por la característica de su elemento primario, crea una diferencia o caída de presión que depende de la velocidad y densidad del fluido. Esta diferencia es medida por un segundo elemento, llamado secundario.

Muy diversos tipos de elementos primarios han sido usados para producir la diferencia de presión, pero los mas comunes.

1. La placa de orificio.
2. La boquilla o tobera.
3. Tubo venturi.
4. Tubo Pitot.

Medidores de Area Fija

Estos medidores están basados en la perdida de presión de fluido al pasar por un estrechamiento. Su velocidad disminuye mientras el fluido pasa por el medidor, es recuperado parcialmente cuando la tubería recupera también su diámetro original.

Medidores de Area Variable

El ejemplo mas representativo de este medidor es el rotámetro, El rotámetro es un instrumento de medición de fluidos al estado liquido o gaseoso. Consta principalmente de un tubo graduado de sección cónica. Dentro del tubo se encuentra el elemento de medición denominado flotador el cual genera una caída de presión constante al paso del liquido entre la pared del tubo y el diámetro del flotador. La posición de este medidor debe ser vertical y con el flujo hacia arriba.

MEDIDORES ELECTRICOS Y MAGNETICOS

Dentro de este grupo de medidores tenemos los siguientes:

• Medidor de Turbina.
• Medidores Magnéticos.
• Swirl Meter etc.

Medidores de Canal Abierto

Este tipo de medidores son utilizados cuando se tienen flujos o gustos grandes o cuando se tienen fluidos sucios. Constan principalmente de una sección de retención o estrangulamiento del fluido que puede ser un desnivel o un corte del canal.

Medición de Gasto

Existe una gran variedad de métodos para la medición de gastos de fluidos (líquidos y gases) a través de tuberías.

El medidor de presión diferencial se basa en el hecho de que cualquier restricción al paso del fluido causa una caída de presión. Esa caída de presión esta relacionada con el gasto normalmente, el gasto es proporcional a la raíz cuadrada de la presión obtenida.

Q =Gasto

K = Constante

D P = Diferencia de presión

Supongamos por ejemplo que en una determinada instalación el gasto máximo sea de 10 m³/minm, a la máxima presión diferencia de 100 cm de agua, por lo tanto K=1, Si el gasto fuera reducido a la mitad, o sea 5m³/min, la presión diferencial para a ser de 25 cm de agua o sea ¼ de lo anterior.

La escala de un medidor de gasto del tipo de presión diferencial será consiguiente cuadratica, no lineal y solo permite lectura precisa para gastos mayores cerca de 30% de gasto máximo.

La restricción al paso del fluido es comúnmente obtenido con placas de orificio instalado entre bridas de orificio, que son provistas de tomas para la medición de presión diferencial.

Otros elementos primarios de medición además de las placas de orificio, son los tubos Venturi y Pitot, que produce una perdida de carga permanente bastante menor que la producida con placas de orificio. Para la medición de presión diferencial se utilizan generalmente medidores con 2 fuelles o 2 diafragmas en oposición.

Cuando se mide un gasto de gases la ecuación será:

Pa = Presión absoluta

ta = Temperatura absoluta del gas

Así para la medición precisa es necesario que se mantengan constantes las 2 variables; o que se introduzcan dispositivos especiales de compensación.

El rotámetro esta constituido de un tubo, en general de vidrio en el interior del cual se encuentra un flotador. El fluido al ser medido entra al tubo por la parte inferior. El movimiento del flotador es proporcional al gasto, que puede ser leído en las escala.

El medidor magnético de gasto, consta de un tubo metálico revestido internamente de material aislante, 2 bobinas montadas encima y abajo del tubo, son alimentadas por corrientes pequeñas, creando en el interior del tubo un campo magnético.

" electrodos son montados a los lados del tubo, aislados del mismo, atravesando el material aislante. El paso de un liquido conductor de electricidad y el tubo hace pasar en los electrodos una tensión tanto mayor, cuanto mayor sea la velocidad del fluido. Por la medida de la tensión se tiene una indicación de gasto.

Algunas consideraciones de importancia que deben ser tomadas en cuenta en la selección e instalación del elemento.

Placa de Orificio

Con las placas de orificio se produce la mayor perdida de presión en comparación a los demás elementos primarios mas comunes. Así tenemos que, con las tomas de presión 2 ½ y 8 diámetros antes y/o después de la placa se esta midiendo la perdida total de presión sin recuperación posterior.

Se mide la máxima diferencial posible con recuperación de presión posterior y, con tomas en la brida se mide una diferencial muy cerca de la máxima, también con recuperación de presión posterior.

La exacta localización de las tomas de presión antes de la placa carece relativamente de importancia, ya que la presión en esa sección es bastante constante. En todas las relaciones de D/d comerciales. De ½ D antes de la placa en adelante hasta la placa, la presión aumenta gradualmente en apreciable magnitud en relaciones d/D arriba de 0.5; debajo de este valor la diferencia de presiones es despreciable. Pero si en la toma de alta presión la localización no es de mayor importancia, si lo es en la de baja presión, ya que existe una región muy inestable después de la vena contracta que deberá ser evitada; y es esta la razón por la que se recomienda para tuberías menores de 2 pulgadas las tomas de placa. La estabilidad es restaurada a 8 diámetros después de la placa pero ya en este punto las presiones son afectadas por una rugosidad anormal en la tubería.

La concéntrica sirve para líquidos.

Excéntrica para los gases donde los cambios de presión implica condensación.

Cuando los fluidos contienen un alto porcentaje de gases disueltos.

Segmentada

Particular en suspensión implican turbulencias que limpiaran (para que no se aglomeren partículas) el lado de alta presión evitando errores en la medición.

Boquilla o Tobera

La perdida de presión provocada por una boquilla esta muy cercana a la placa de orificio por lo que en su selección no deberá ser considerada esta como una ventaja sobre la placa. Sus tomas de presión se tienen que localizar en la tubería

1D+ 0.1D

antes 0.5 D + 010 después de la entrada de la boquilla.

C) Tubo Venturi y Tubo Dahl

Estos elementos primarios producen las mismas perdidas de presión posibles en este tipo de medidores y sus tomas se localizan de acuerdo con el diseño del tubo.

SELECCIÓN DEL ELEMENTO PRIMARIO

En la selección del elemento primario, mas conveniente para cada caso particular, es necesario tener presente las siguientes consideraciones.

1. Las características físicas del fluido así, si el fluido a medir es mas o menos viscoso, lleva o no sustancias en suspensión, es un gas, liquido o vapor, estos serian factor determinante en una decisión.
2. Los gastos mínimos, normales y máximos.- Estos nos dan los limites entre los cuales podemos hacer la selección, ya que tenemos condiciones aunque los mínimos o los máximos gastos a medir nos limitan y obligan a usar tal o cual elemento primario.
3. La presión estática.- La selección del rango diferencial esta basado principalmente en la presión estática del sistema elementos primarios que trabajen convenientemente con diferenciales de precisión pequeñas son en muchos casos factores determinantes para una selección.
4. Las dimensiones de las tuberías.- Veremos que existen limites en los diámetros de las tuberías que nos impiden el uso de ciertos elementos primarios.
5. Las perdidas de presión permisibles en el sistema.- Generalmente se deben ajustar las perdidas de presión producidas por el elemento primario a un valor especificado, que no se debe exceder, esto conduce en algunos casos a la selección de elementos primarios que nos den caídas de presión mínimas.

Como ayuda en la solución del elemento primario mas conveniente para una aplicación particular, la descripción de cada tipo, dada a continuación es precedida por una recomendación general concerniente a su uso:

1. Placas de orificio.- La placa de perforación concéntrica, de perfiles en ángulo recto, es el elemento primario de mas uso actualmente en la industria. A menos que las características del fluido y las condiciones de flujo nos indiquen otro tipo como el mas adecuado deberán usarse de preferencia la placa de orificio. Esta es taladrada a una exactitud dentro de los limites de ½ D de 1%.

Requisitos a que debe de ajustarse la placa de orificio

A fin de poder hacer uso de los coeficientes publicados que caen dentro de las tolerancias permitidas, el orificio debe llenar las siguientes especificaciones:

1. El espesor en la sección cilíndrica, no debe exceder ninguno de las siguientes limites

Si el espesor por la rigidez requerida debe se mayor de estos limites, entonces las caras del orificio deberán ser biseladas a un ángulo no menor de 45° del eje de la tubería en su defecto, ser rebajada en la zona del orificio hasta los limites especificados.

2. El flujo que da la cara al flujo corriente arriba debe ser un ángulo recto cualquier redondeo en el filo no deberá exceder de 0.25% del diámetro del orificio para asegurar una exactitud en la medición dentro del 0.1%
3. La cara corriente arriba debe estar tan pulida como comercialmente sea posible.
4. La porción de la placa que se extiende dentro de la tubería deberá ser plana dentro de una tolerancia de 0.01" por pl. de radio.
5. La placa de orificio debe sentarse en la tubería de manera tal que la excentricidad sea menos 3% del diámetro de la tubería.

La gran ventaja de la placa de orificio en comparación con los otros elementos primarios de medición, es que debido a la pequeña cantidad de material y al tiempo relativamente corto de maquinado que se requiere en su manufactura, su costo llega a ser comparativamente bajo, aparte de que es fácilmente reproducible, fácil de instalar y desmontares y de que se consigue con ella un alto grado de exactitud.

Desventajas en el uso de la placa de orificio

1. Es inadecuada en la medición de fluidos con sólidos en suspensión.
2. No conviene su uso en la medición de vapores (se necesita perforar la parte inferior)
3. El comportamiento en su uso con fluidos viscosos es errático pues la placa se calcula para una temperatura y una viscosidad dada.
4. Produce las mayores perdidas de presión en comparación con los otros elementos primarios.

Tubo Venturi

Se recomienda principalmente donde se requiere el máximo de exactitud en la medición de fluidos altamente viscosos y cuando las circunstancias obligan a mantener una mínima caída de presión tanto que justifiquen el alto costo que significa la inversión original.

Tubo Pitot

Se recomienda solamente en donde una medición no muy exacta no es requerida siempre y cuando el fluido este limpio, la línea sea grande y la velocidad alta.

Tubo Dahl

Se recomienda para la medición de fluidos limpios (gases o líquidos) donde se desean mínimas perdidas de presión.

Colocación de las tomas de presión con respecto a la placa de orificio.

Corner Taps

Se instalan tan cerca de la placa como sea posible

Bridado

Se instalan a una distancia igual a 2.54 o 1" a ambos lados de la placa.

Din y DIN/2

Se instalan a una distancia igual al diámetro interior del tubo (din) antes de la placa y una distancia (Din/2) Después de la placa.

Vena contracta

Una se instala a una distancia igual din o din/2 de la placa y la otra a una distancia "d" a la vena contracta

Placa de orificio o Medidor de orificio

Esta tabulación tiene por objeto facilitar los cálculos que se presentan a resolver problemas con medidores de placa de orificio, haciendo uso del factor KB². K es una función del numero de Reynolds en el tubo.

La ecuación a emplear tiene por forma:

gasto en volumen

gasto en masa

GV= gasto en volumen (cm³/seg)

K = coeficiente de flujo (sin unidades)

B² = Relación entre (Do / D1)²

Do = Diámetro en el orificio en cm

D1 = Din igual a diámetro interior del tubo en cm

g’ = aceleración de la gravedad igual 981 cm/seg²

D P = Diferencia de presiones en el medidor gf/cm²

w = peso especifico del flujo gf/cm² (para propósitos prácticos es igual r )

r = Densidad del fluido gr/cm³

S1 Sección transversal del tubo (S1=0.785 di² cm²

Y = factor de expansión en gases (en líquidos y=1)

Fa = Factor de expansión térmica del orificio, es función de la temperatura (sin unidades) para acero inoxidable 304 (sin unidades) o 316 tiene los siguientes valores

La tabulación es aplicable a las conexiones anteriormente mencionadas corner taps y tubo dahl.

PLACAS DE ORIFICIO EXCENTRICAS Y DE SEGMENTO

Generalidades

Este es un suplemento a las Instrucciones 6-11OS

Los orificios excéntricos V de segmentos son usados en ciertas aplicaciones donde el uso de un orificio concéntrico sería imposible debido a la acumulación de material en el lado corriente arriba de la placa. Tales aplicaciones pueden incluir vapor húmedo y fluidos con sedimentos en suspensión, en líneas horizontales. Si la medición puede hacerse en líneas verticales, general- mente puede obtenerse precisi6n más alta con el orificio concéntrico, siempre que el fluido medido contenga sólo una cantidad moderada de sólidos.

El orificio de segmento permite más paso alrededor de la circunferencia del tubo que el orificio excéntrico. Sin embargo, el orificio excéntrico es el más preciso de los dos.

Las placas de orificio excéntrico y de segmento son tipo delgado de borde cuadrado. La agudez del borde corriente arriba debe ser conservada.

 Tomas de Presión

Las tomas de presión pueden ser del tipo de bridas o de vena contracta. Para las tomas de vena contracta,

la conexión corriente arriba puede ser localizada en cualquier lugar entre 1/2 y 2 diámetros de tubo corriente arriba de la cara de entrada de la placa de orificio. Ver la gráfica abajo para la localización de la conexión corriente abajo. Con un orificio de segmento, la - relación "beta" es la raíz cuadrada de la relación del ¿rae del segmento el área interna del tubo. Con el orificio excéntrico, la relación beta es la relación del diámetro del orificio al diámetro interior del tubo.

Instalación de Orificio de Segmento

El orificio de segmento es un segmento de circulo concéntrico con el tubo; el diámetro del círculo es usualmente del 98% del diámetro interior del tubo. La placa de orificio debe estar centrada con precisión, de manera que ninguna parte del orificio esté cubierta por la pared del tubo o por las juntas.

Para mejores resultados con flujo de 1 liquido, el orificio debe ser situado para evitar la acumulación de aire u otros gases. Instale las bridas de manera que las conexiones de presión estén inclinadas de 300 a 450 (dependiendo del número de huecos para pernos) con el eje vertical del tubo, como se muestra arriba.

La placa debe ser instalada de manera que el centro del arco del segmento esté en línea con las conexiones de presión, con la abertura hacia el lado inferior del tubo.

Instalación de Orificio Excéntrico

Los orificios excéntricos deben ser centrados cuidadosamente. de manera que pueda tener lugar el drenaje máximo. La pared del tubo y las juntas no deben cubrir ninguna parte del orificio.

Con flujo de liquido, las bridas deben ser instaladas de manera que las conexiones de presión estén en el lado del tubo, como se muestra arriba. Con flujo de gas, las conexiones de presión deben estar arriba.

Con gases o líquidos que contengan sólidos en suspensión, la placa debe ser instalada de manera que la abertura esté en el fondo del tubo. Con líquidos que contengan vapores o con líquidos criógenos, la abertura debe estar en la parte superior del tubo.

Boquillas de Flujo

Uso de la boquilla de flujo

La boquilla de flujo, es el elemento primario del instrumento de flujo, colocado en el punto de medición con objeto de crear una reducción de presión diferencial relacionada al flujo.

La mayoría a de los dibujos de instalaciones "Foxboro" muestran una placa de orificio como elemento primario; sin embargo, la boquilla de flujo puede usarse allí en donde su aplicación quede justificada.

La capacidad de una boquilla de flujo es mayor que la de un orificio de cantos agudos, de manera que puede manejarse un régimen de flujo mucho mayor con la misma relación de d/D y con el mismo diferencial. Por consiguiente, cuando el uso de una placa de orificio necesitase una relación demasiado alta de d/D, puede obtenerse una relación más baja para el mismo flujo, utilizando una boquilla de flujo y aumentando la exactitud al reducir los errores debidos a las irregularidades en la tubería.

Además tiene ventajas para ser usada con fluidos que contienen sedimentos o sustancias sólidas en suspensión. Su sección hidrodinámica evita que se depositen materias sólidas que pudiesen cambiar el perfil de entrada.

Localización en la línea

La boquilla de flujo debe intercalarse en una sección recta de la línea de tubería, y tan abajo en el flujo como sea posible, lejos de cualquier fuente de trastorno en el flujo, tal como reductores, válvulas, combinaciones de codos etc. Carece de importancia que la tubería sea horizontal, vertical o inclinada, a menos que lleve alguna sustancia extraña en suspensión; tal como sedimentos o gases. En estos casos, es preferible instalar la boquilla de flujo en una sección vertical de la línea, con el flujo en una dirección que permite que la sustancia extraña pase a través del orificio, es decir, hacia arriba en casos de gases aprisionados, y hacia abajo en casos de sedimento, polvo o condensado.

En tuberías horizontales e inclinadas las conexiones de presión para la tubería desde la boquilla de flujo al instrumento, deben hacerse, como sigue: (a) en instalaciones para gas a la parte alta de la tubería o brida, (b) en instalaciones para líquidos a un lado de la tubería o brida, y (c) en instalaciones para vapor, a la parte alta de la tubería o brida cuando el instrumento esta por encima de la línea y a un lado, cuando esta por debajo.

En tuberías verticales, las conexiones de presión pueden hacerse a cualquier lado.

Tomas de presión

El método recomendado para hacer una conexión de presión a una tubería queda ilustrado en Fig. B1698. Selecciónese un niple de tubo cuyo diámetro interior sea ligera- mente menor que las siguientes dimensiones de "k":

k= 1/2" para líneas de 4" y mayores

k= 3/8" para líneas de 3"

k= 1/4" para líneas de 2"

Suéldese el niple a la tubería en la localización deseada de la toma. Utilizando una guía de niple para taladrar, taládrese un agujero de dimensión "k" a través del niple y del tubo. Téngase la certeza de que no haya asperezas dentro del niple, y quítense todas las rebabas y puntos agudos de la orilla interna del agujero.

Instalación

La Fig. B1697 ilustra una típica instalación que emplea una boquilla de flujo. La boquilla de flujo esta instalada en una sección de tubería entre las bridas para permitir su inserción y remoción. Utilicen se empaquetaduras en las bridas de la boquilla, asegurándose de que no se extiendan dentro de la tubería. Las tomas de presión están localizadas a una distancia de un diámetro de tubo en dirección de corriente ascendente y medio diámetro en dirección de corriente descendente. Suéldense niples de tamaño correcto en estos puntos y taládrese a través de ellos según se explicó en la sección anterior.

La toma de presión del lado de corriente descendente nunca debe localizarse más allá de la punta de la boquilla En tamaños pequeños será necesario localizarla a menos de medio diámetro de tubo más abajo de la cara de la boquilla, o bien, debe emplearse una brida de orificio que tenga una conexión de presión según se muestra en Fig. B1699.

Las instalaciones de alta presión y de alta temperatura pueden necesitar una construcción soldada según Be muestra en Fig. B1700. Instálense y taládrense primeramente te las dos tomas de presión; después localícese la boquilla en relación correcta con las tomas y sujétese en la línea con un anillo para soldar. Taladre y rósquese la línea en cuatro puntos y atornillense tornillos para metales para evitar que la boquilla gire.

Tubos Venturi

Generalidades

El tubo "Venturi" es el elemento primario del instrumento de flujo colocado en la línea para medir una presión diferencial relacionada al flujo.

Aunque la mayoría de los dibujos "Foxboro" para instalaciones, muestran una placa de orificio como elemento primario, puede usarse un tubo "Venturi" allí en donde la aplicación lo justifique.

En vez de agujeros roscados únicos en puntos apropiados del tubo "Venturi", pueden suministrarse anillos piezom6tricos. Un anillo piezométrico, según se muestra en Fig. 9767, es un colector que circunda el tubo con varias aberturas estáticas de presión hacia adentro del tubo. La conexión de presión al medidor esta conectada a este colector. Con esta disposición si un agujero llega a taparse, la exactitud de la medición no queda afectada.

Uso del tubo "Venturi"

El tubo "Venturi" se usa en donde es importante la recuperación de presión, puesto que esta recuperación del cuello Venturi es mucho más elevada que para otros elementos primarios, especialmente en comparación con los de placas de orificio. Otras ventajas del tubo Venturi son su coeficiente excepcionalmente uniforme con flujos viscosos, y el hecho de que no separa ni deposita material en suspensión.

Instalación

El tubo del medidor esta colocado en la línea de tubería tal como un tubo ordinario, el cono menor formando el extremo de entrada o de flujo de arriba. El tubo mismo esta hecho de varias secciones, varían do el número de ellas según el tamaño del tubo. Cada secci6n tiene una muesca en la orilla de la brida para permitir un alineamiento exacto. El tubo puede instalar- se en cualquier posición: horizontal, vertical o inclinada.

El tubo "Venturi" debe introducirse en un tramo recto de la línea de tubería y tan lejano, hacia abajo como sea posible, de cualesquier origen de trastorno en el flujo, tal como reductores, válvulas, y grupos de conexiones. Para los largos mínimos de tubería recta que deben preceder al tubo de medición, consúltese la hoja de instrucciones de "Tramos de tubería para medidores"

En tuberías horizontales e inclinadas, las conexiones de presi6n para la tubería desde el tubo "Venturi" al instrumento, deben hacerse como sigue: (a) en instalaciones para gas, a la parte superior del tubo, (b) en instalaciones para liq4 dos, a un lado del tubo, y (c) en instalaciones para vapor, en la parte superior del tubo cuando el instrumento esta por encima de la línea, y al lado, cuando está por debajo.

En tubos verticales, las conexiones de presión pueden hacerse a cualquier lado del tubo.

Tubos "Pitot"

Generalidades

El tubo "Pitot" es el elemento primario de un instrumento de flujo. El tubo tiene dos conexiones roscadas de presión que entran a la línea: una, la conexión de impacto queda directamente frente al lado ascendente; la otra abertura, la conexión estática, abre en ángulo recto a la dirección de flujo. La presión en la conexión de impacto es la suma de la "altura dinámica" y de la presión estática en la línea. La Conexión estática solamente mide la presión estática. Las dos conexiones están conecta- das a un medidor diferencial que mide la "altura dinámica" o "carga de velocidad", la cual esta directamente relacionada al r6gimen de flujo.

Aunque la mayoría de los dibujos "Foxboro" para instalaciones, muestran una placa de orificio como el elemento primario, el tubo "Pitot" puede utilizarse allí en donde la aplicación lo justifique

Uso del tubo "Pitot"

El tubo "Pitot" tiene una aplicación algo limitada en líneas de los tamaños mayores, en donde el costo de instalación de una boquilla de flujo que se haría necesaria debido a la alta velocidad seria exorbitante. También se usa para altas velocidades en donde la presión estática es baja, pues el tubo "Pitot" no introduce ninguna pérdida de presión. Otra ventaja es que puede instalarse fácilmente en donde la línea ya esta en operación y que seria imposible cortar la línea para instalar una placa de orificio o boquilla de flujo.

Las entradas del tubo "Pitot" son bastan- te pequeñas y se tapan fácilmente si el tubo se usa en gases o líquidos sucios. Su instalación no se recomienda excepto bajo condiciones de flujo ideales.

Localización

El tubo "Pitot" debe introducirse en un tramo recto de la línea de tubería y lo más lejos posible, en la línea del flujo descendente, de cualquier punto de disturbio en el flujo, tal como reductores, válvulas o combinación de conexiones. Para colocar el tubo correctamente en la línea, dóblese el largo mínimo permisible de tubería recta que precede al tubo "Pitot" según recomendación de la hoja de Instrucciones de "Tramos de Tubería para medidores". No tiene importancia que la tubería sea horizontal, vertical o inclinada.

En tuberías horizontales e inclinadas, el tubo "Pitot" debe instalarse arriba en la línea para medición de flujo de gas. Para flujo de líquidos y de vapor, instálese el tubo "Pitot" en un lado de la línea;

Instalación del tubo "Pitot"

El tubo "Pitot" Foxboro" tipo standard, se instala según Fig. B1658. . Sóldese un medio manguito (cople) de 1" a la superficie exterior del tubo por arriba, tratándose de aplicaciones de gas ,y aun lado del tubo para aplicaciones de liquido y va por. Taládrese un agujero de 1" a través del tubo en el centro del manguito. Atorníllese el casquillo en el manguito e introdúzcase el tubo "Pitot" a través del casquillo, apretando la tuerca de fijación. La abertura del orificio de impacto del tubo "Pitot" debe quedar en la línea de centro de la tubería y directamente frente al flujo ascendente. La dirección estará correcta sí la flecha en el cuerpo del tubo apunta en la dirección del flujo.

Tubos "Pitot" especiales

Un tubo "Pitot" y una caja de empaque especialmente diseñados Fig. B1656, pueden instalarse en una línea sin tener que poner la línea fuera de servicio. Una válvula de paso tipo "Corporation" queda atornillada en la línea y se mantiene cerrada hasta que el tubo "Pitot" haya sido introducido por la caja de empaque. Después la válvula "Corporation" debe abrirse y el tubo se empuja hasta introducirlo en la tubería.

En líneas de tamaños pequeños (menos de 6"), aun el área relativamente pequeña del tubo de 3/8" en la línea, puede presentar una sensible obstrucción para el flujo. Para evitar este Inconveniente, pueden utilizarse tubos separados de 1/4", para las conexiones de presión de impacto y de estática. Los dos tubos deben Instalarse con separación equivalente a dos diámetros de tubería, con la conexión estática en dirección al flujo descendente, desde la conexión de impacto. Otro método, hace uso de un solo tubo de 1/4" que mide la presión de impacto, mientras que la presión estática se toma de una conexión en la pared de la tubería.

Open Channel Flow Measurement with Parshall Flumes and Weirs

GENERAL

Flow in open channels is measured by using liquid level measuring instruments to determine the head on primary devices such as V-notch, rectangular and Cippoletti weirs, and Parshall Flumes. A Parshall Flume (see Figure 1) is generally used if the head loss must be held to a minimum, or if the flowing liquid contains a large amount of suspended solids. When head loss is not a factor and there is little danger of solids settling a weir (see Figure 2) is used because of the relative economy of installation. If a wide range of flow measurement is expected with the weir, the V-notch type is preferred; aeration of the nappe, a requirement for accurate measurement, occurs over a wider range of flow with V-notch weirs, Dimensions of Parshall Flumes and selected weirs are shown on pages 2-4.

The Foxboro Float-and- Cable type meter is frequently used to measure the head produced by these devices, Figure 2 shows a typical installation, Where corn- pressed air is available, the head may be measured by means of a bubble tube set into and flush with the wall at the bottom of a Parshall Flume, as shown in Figure 1. Alternately, an electronic analog or pulse duration signal, directly proportional to flow rate, can be produced by the ML-FX Series Flow Transmitter (not shown).

PARSHALL FLUMES

For Parshall Flumes, Figure 3 shows the widths (L) of throat sections from 8 inches to 50 feet, and the heads (H) to be expected at minimum and maximum flow rates. Flow units are listed as million gallons per day (MGD), gallons per minute (GPM), or cubic feet per second(CFS)

When the maximum and minimum flow rates that will be handled through the flume are known, a value for L can be selected from Figure 3 for the desired head. For widths over 8 feet, refer to Figure 4 for details of construction. Table I lists the various dimensions corresponding to each width (L). For widths from 3 inches to 8 feet, refer to Figure 5 and Table IL

Upstream level measurements only are usually all that are required for accurate open channel flow measurement. The proper upstream point of measurement is shown in Figure 1 and indicated as Ha in Figures 4(a) and 5(a). Downstream measurements (at point Hb) are necessary only when correction is to be made for submerged

flow, when the discharge head (at Hb) is more than 70 percent of converging head (at Ha). The Foxboro Float- and- Cable and Bubble The types of Flow Meters do not correct for submergence; hence, the Hb Well is omitted unless auxiliary corrections are to be made.

WEIRS

When the maximum and minimum flow rates are known, the size and type of weir can be selected from the data shown in Figure 7. The range of head, H, can be determined and the construction details of the weir completed from Figure 6. The size of weir opening must satisfy the required relationships between the width (L) and the head (H) shown in Figure 6.

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