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Duda sobre ubicación de PTs para medición de caudal en placas de orificio
Hola Leopoldo, tengo una duda sobre la ubicación de las tomas de alta y baja presión en una placa de orificio. Entiendo que la toma de alta es menos relevante porque tienes la misma sección y velocidad en muchos puntos, pero en la toma de baja es más complejo estimar el punto exacto, para luego obtener el valor de área y poder aplicar la fórmula del caudal con los valores medidos. ¿Como se define realmente la ubicación de la toma de baja? ¿Como se calcula el área (A2) del lado de baja para utilizar la fórmula del caudal? ¿Ese valor de área y posición de la toma de baja los proporciona el fabricante de la placa de orificio?
Muchas gracias de antemano.
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Tutor
I&C
Respecto a la ubicación de la toma de baja presión. La ubicación de la toma de baja (aguas abajo) es crítica porque el flujo no se expande inmediatamente después de pasar por el orificio, sino que sigue contrayéndose hasta un punto llamado vena contracta. Este es el punto de mínima presión y máxima velocidad, equivalente a la “garganta” de un tubo Venturi. Existen varios estándares para definir la ubicación:
• Tomas de vena contracta, se colocan exactamente donde el chorro es más estrecho. Ofrecen la mayor presión diferencial, pero su posición exacta varía según el caudal y la relación beta (la relación entre el diámetro del orificio y el de la tubería), por lo que requieren cálculos muy precisos.
• Tomas de brida (Flange taps), son muy comunes y se ubican a una distancia fija (generalmente 1 pulgada) de la cara de la placa. Simplifican la instalación al venir ya perforadas en las bridas.
• Tomas de radio, es una aproximación a las de vena contracta para tuberías de gran tamaño.
• Tomas de tubería (Pipe taps), donde la toma de baja se ubica a ocho diámetros de tubería de la placa para permitir que el flujo se estabilice totalmente.
Respecto al valor del área A en la fórmula, es importante aclarar qué representa en la práctica.
La definición física en la fórmula del caudal es el área de la sección transversal del orificio mecanizado en la placa (el hueco físico). No se utiliza el área variable de la vena contracta del fluido para el cálculo directo. Se suele compensar mediante el Coeficiente de Descarga, porque el flujo real se comporta de forma distinta al teórico (debido a la contracción del fluido, la viscosidad y las turbulencias), y se introduce el coeficiente de descarga.
Este coeficiente es la relación entre el caudal real y el teórico:
C = Caudal Real / Caudal Teórico.
Un valor de 1 sería el ideal teórico; en la realidad, siempre es menor que 1 y compensa el hecho de que el fluido se contraiga más allá del área física del orificio.
¿Quién proporciona estos valores?
La tarea de dimensionar una placa de orificio es compleja y depende de muchos factores (densidad, viscosidad, tipo de tubería, etc.).
Los fabricantes de placas de orificio proporcionan software especializado de dimensionamiento. Este programa calcula la relación beta necesaria, el coeficiente de descarga y recomienda la ubicación óptima de las tomas para esa aplicación específica.
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