Instruments de Mesura de Cabal: Tipus i Principis

Clasificado en Tecnología

Escrito el en catalán con un tamaño de 4,3 KB

Principis Fonamentals

Definició de Cabal

Cabal: Volum (m3) o massa (kg) que circula per unitat de temps (s).

Principi de Bernoulli

El Principi de Bernoulli estableix que quan un fluid circula per una estrangulació a l’interior d’una conducció, es produeix una diferència de pressions abans i després de l’estrangulament, que és proporcional al flux que circula.

Afirma que un fluid ideal (densitat constant i amb viscositat igual a zero) en moviment a l’interior d’una canonada té una energia constant en tot el seu recorregut (suma de l'Energia Cinètica, Potencial i de Flux).

Instruments de Mesura de Cabal

Instruments Deprimògens

Aquests instruments es basen en el principi de Bernoulli, creant una diferència de pressió mitjançant una estrangulació.

Placa Orifici

Consisteix en una placa metàl·lica, generalment d’acer, amb un orifici. L’aresta de l’orifici ha de ser aguda per a la màxima precisió.

  • Tipus Concèntric: Pot tenir un forat addicional inferior (per a líquids en gasos) o superior (per a gasos en líquids).
  • Tipus Excèntric: Té un únic forat inferior (per a gasos amb molts condensats) o superior (per a líquids amb molts gasos).

Avantatges:

  • Molt utilitzats en la indústria química pel seu baix cost.
  • Facilitat d’instal·lació i manteniment senzill.

Desavantatges:

  • Grans pèrdues de pressió a conseqüència de l’obstrucció brusca.
  • Desgast important degut a la fricció per part del fluid.

Rang de precisió: ±1% a ±2%.

Tovera

Realitza una reducció gradual de la canonada per disminuir el règim turbulent provocat a l’entrada i obtenir una mesura de la pressió sense turbulències. L’alta pressió es mesura a les parets de la canonada i la baixa en la zona de la secció de flux mínim.

  • Permet cabals un 60% superiors als de la placa orifici en les mateixes condicions de servei.
  • Pèrdua de càrrega del 30% al 80% de la pressió diferencial.
  • És de 8 a 16 vegades més cara que la placa orifici de les mateixes dimensions.

Precisió: Varia entre ±0,95% a ±1,5%.

Venturímetre

És un element primari que s’insereix en la canonada com si formés part d’ella. Provoca un estretament projectat, de manera que, mitjançant la disminució gradual de la secció d’entrada i un augment gradual a la sortida, s’evita la formació de remolins i s’assegura el règim estacionari.

  • Permet cabals un 60% superiors als de la placa orifici en les mateixes condicions de servei.
  • El preu és aproximadament 20 vegades més gran que el de la placa orifici.
  • Té unes pèrdues de càrrega més petites que la tovera (del 10% al 20% de la pressió diferencial).
  • Permet el pas de fluids amb un percentatge relativament alt de sòlids.
  • Els fluids abrasius afecten la seva exactitud.

Precisió: Té una gran precisió de ±0,75%.

Altres Instruments (Basats en Velocitat)

Tub Pitot

Determina la velocitat del fluid en un punt de la conducció. Multiplicant aquest valor per la secció de la canonada es pot calcular el cabal. Aquest tub no produeix estrangulació.

Utilitza dos tubs:

  • Un tub amb l'orifici d’entrada enfrontat al moviment del fluid, captant la pressió total (suma de la pressió estàtica i la pressió dinàmica).
  • L'altre tub capta únicament la pressió estàtica (la que té el líquid en repòs).

Mitjançant l’equació de Bernoulli es pot determinar que la diferència d’aquestes pressions és proporcional al quadrat de la velocitat del fluid.

  • Té pèrdues de càrrega molt petites.
  • S'utilitza habitualment per mesurar grans cabals de fluids nets.
  • Té un baix cost.

Precisió: De l’ordre del ±1.5% al ±4% del rang de mesura.

Tub Annubar

Es basa en el mateix principi físic que el tub Pitot, però ofereix millor precisió i pèrdues de càrrega més petites.

Precisió: De l’ordre del ±1% al ±3%.

Entradas relacionadas: