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· A utom A tiz A ción y c ontrol de Procesos i ndustri A les ·
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que es lo mismo, o, mejor, dividiendo por el volumen específico medio, v , m /kg, entre 1 y 2:
m
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Para incluir exactamente el efecto de la variación de la densidad del gas entre las secciones en 1 y 2, en una placa orificio se pone
el volumen específico a la entrada, v , en la (4) y se la afecta por un factor de expansión empírico Y, aplicable a toberas y Venturis
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con bajos (p -p )/p .
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ASME: “Fluid Meters”. γ: es el coeficiente isoentrópico del gas. Para el aire y biatómicos γ = 1,4, para el vapor, otros triatómicos
y gas natural: g = 1,3
Con gas natural es normal expresar el caudal volumétrico referido a condiciones básicas, por ejemplo: 760 Torr y 15ºC. Para
tenerlo así, se divide la (5) por la densidad básica.
Con placas orificio o Venturis, la medición de caudal es indirecta, pues se necesita un transmisor de presión diferencial y después
extraer la raíz cuadrada. Esto se consigue con un receptor con una escala que en la mitad marque √0,5 = 0,707. Hay trasmisores
que dan una salida lineal con el caudal y, en los modernos PLC, se puede entrar con Δp y allí resolver la (3) o la (5).
La instalación de la placa orificio requiere ciertos cuidados, pues los accesorios colocados antes, como una curva, o dos curvas
en distintos planos producen una distorsión de la vena que falsea la medida. Para evitarlo se dispone una longitud recta mínima
de reacomodamiento de la vena. En general 10 diámetros anteriores son suficientes para una curva, 20 si son dos curvas suce-
sivas en distintos planos y 30 se trata de una válvula reductora de presión; 5 después. En un Venturi bastan 5 diámetros rectos
anteriores siempre. La influencia de los accesorios antes de la placa aumenta con β > 0,5. Cuando no hay esa longitud recta
antes, se pone un enderezador de vena, que es un tramo de 2 diámetros o más llenos de tubos pequeños. La placa mide bien, ±
1%, en caños DN 50 y más.
Las tomas de presión deben ser de pequeño diámetro, DN8 (1/4) o menos. La más usada en una placa orificio, es la llamada en
las bridas, a 25 mm antes y después de la cara anterior de la placa. Otra es: 1D y ½ D después, Otra es 1 D y a vena contracta
después, sin cambios notorios en el K.
La placa orificio produce una pérdida de carga permanente, aproximadamente igual al 50 % de la diferencial creada. En el Ven-
turi la perdida es sólo del 20 %, esta es su principal ventaja y mide bien, aún en caños menores a DN 50 (2), le afectan poco los
accesorios anteriores y nada los posteriores. Los hay de dos tipos, el clásico, de 2 conos y el tobera-Venturi de entrada elíptica.
Para medición de vapor o gas en condiciones críticas: p /p ≤ 0,55 en el vapor y gas natural y p /p ≤ 0,53 para aire o gases biató-
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micos, se aplican las siguientes fórmulas, cuya derivación puede verse en nuestro Manual técnico del vacío, pag 72 y sig.. Son
estrictas cuando la velocidad de entrada es nula o es despreciable frente a la velocidad del sonido, que es lo normal. A la presión
y el volumen específico inicial y en reposo los denotamos con el subíndice cero.
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Las fórmulas anteriores valen para p en Pa, v en m /kg y A en m , y para p en Mpa y A en mm .
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Es de hacer notar que el coeficiente de descarga para placas orificios, no es ya 0,62 , como algunos creen y se equivocan, sino
C = 0,84 si p/p es menor a 0,2 debido a que la vena contracta va desapareciendo en flujo crítico. En toberas de eyectores, con
o
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embocadura circular o cónica: C = 0,97, pero con toberas según normas ISO o ASME de entrada elíptica Cd=0,98 a 0,99. A la
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presión atmosférica y 20ºC la (8) para aire da una fórmula útil para test de eyectores y bombas de vacío.
416 A&G 100 • Tomo XXV • Vol. 3 • 412-439 • (2015)