FLUJO MASICO

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA METROPOLITANA

Materia:

Gestión Ambiental

FLUJO MÁSICO

Docente:

I.Q.I. Anny Noemy Cuevas Sánchez

Carrera:

Ingeniería en Mantenimiento Industrial

Integrantes:

Chan Cuy José Guillermo

Chin García Itzayana Adali

Oy Balam Cristhian Rafael

Salazar Madera Ángel Emmanuel

Cuatrimestre: 7 Grupo: B

CONTENIDO

Introducción………………………………………………………………………..………1

Flujo Másico…………………………………………………………………………….... 2

Medidores de Flujo Másico ………………………………………………..…………… 3

Medidores térmicos ……………………………………………………………... 4

Medidores por frecuencia natural de oscilación: medidor de coriolis …….... 5

Partes de un medidor de flujo másico coriolis ………………………... 6

Principios de operación ………………………………………………... 11

Características de los medidores de flujo másico ……………………….…. 14

Ventajas del sistema …………………………………………………………... 15

Desventaja del sistema …………………………………………………..……. 15

Aplicación a las industrias  ………………………………………………...….. 15

Precauciones de aplicación para medidores coriolis ………………….…… 15

Conclusión ………………………………………………………………………...……. 16

Bibliografía ……………………………………………………………………………… 17

INTRODUCCIÓN

El flujo másico o gasto másico, en física, es la magnitud que expresa la variación de la masa en el tiempo. Matemáticamente flujo másico es la masa de una sustancia que pasa a través de una superficie de esta manera es el diferencial de la más con respecto al tiempo, ya sabiendo esto el similar al paso de masa del fluido con una velocidad dado.

Estas medidas se utilizan ampliamente en la dinámica de los fluidos, y con frecuencia es necesario convertir estas medidas de flujo, con los datos proporcionados se puede saber los cálculos exactos del flujo másico al igual que  los instrumentos que se utilizan para dar la medida con más exactitud ya que las unidades dadas son en masa ya que atraviesa una sección transversal de área en un ducto por unidad de tiempo.

FLUJO MÁSICO

El flujo másico es la velocidad a la que la masa de una sustancia pasa a través de una superficie dada. Esta medida se utiliza ampliamente en la dinámica de fluidos, y con frecuencia es necesario convertir estas medidas de flujo. Nota que ambos líquidos y gases se consideran fluidos en el contexto de la dinámica de fluidos.

Cantidad de material expresado en unidades de masa, que atraviesa una sección transversal de área en un ducto por unidad de tiempo (ejemplo, kg/min).

El flujo másico es la magnitud que expresa la variación de la masa en el tiempo.  Matemáticamente es la diferencia de la masa con respecto al tiempo.[pic 1]

MEDIDORES DE FLUJO MÁSICO

        La necesidad de tener medidores de flujo más precisos en procesos de transferencia de masa, ha incentivado el desarrollo de medidores de flujo de masa. Existen dos tipos principales de medidores de flujo que determinan directamente el flujo másico. Estos medidores son el Medidor Térmico y el Medidor Coriolis. Los instrumentos de medición de caudales de masa, son de gran importancia en la industria, en razón del gran número de aplicaciones requeridas por este tipo de medición entre las cuales figuran: los balances de masa efectuados en un proceso complejo.

Existen dos grandes grupos de mediciones de caudal de masa, que son:

• Por Compensación de la Medida Volumétrica.
• Por Medición Directa.

La Compensación de la Medida Volumétrica, consiste en la adición de un transmisor de densidad al medidor de caudal volumétrico existente en un proceso, y luego, aplicando la siguiente ecuación obtendremos el caudal de masa:

D = m/V ; m = V.D

La implementación de este método se puede llevar a cabo mediante un transductor multiplicador, que permita la operación expuesta en la relación.

La Medición Directa, se podrá realizar mediante una serie de elementos entre los cuales figuran:

• Medidores Térmicos.
• Medidores de Momento Angular.
• Medidores por Frecuencia Natural de Oscilación.

MEDIDORES TÉRMICOS

Se basan en el principio que establece que un cuerpo se calienta al pasar cerca de otro cuerpo a mayor temperatura. El sistema consiste en un manta de calentamiento aplicada en la parte exterior de la tubería que proporciona calor constante, y dos termocuplas conectadas aguas arriba y aguas abajo de dicha manta; cuando el caudal sea bajo, la transferencia de calor será más efectiva.

Estos medidores generalmente son de dos tipos: unos que miden la velocidad de pérdida de calor de un cuerpo caliente debido al paso de una corriente de fluido a través de él; y otros que miden el incremento de temperatura de una corriente de fluido a medida que pasa sobre o a través de un cuerpo caliente. En ambos casos el flujo de masa se determina a partir de las propiedades físicas del fluido tales como conductividad y calor específico, los cuales, dentro de ciertos límites, son independientes de la temperatura y presión. Si las propiedades térmicas del fluido que están siendo medidas son constantes y se conocen, la diferencia entre dos lecturas de temperatura es proporcional al flujo másico. [pic 3][pic 2]

El elemento de calentamiento aumenta la temperatura en uno de los RTD produciéndose una diferencia de temperatura entre los RTD, la cual es mayor a cero flujo, y disminuye a medida que el fluido pasa a través del sensor enfriando la RTD calentada. Los cambios en el flujo afectan directamente la disipación de calor y consecuentemente, la diferencia de temperatura entre los dos RTD. Esta diferencia se convierte electrónicamente en una señal de salida linealizada, proporcionando una medición del flujo másico, exacta y repetitiva. El compensador instalado en el sensor asegura que los cambios en la temperatura del medio afecten de la misma forma al elemento de calentamiento, y a las dos RTD. Esto permite mantener la exactitud del medidor, aun en presencia de fluctuaciones en la temperatura del medio.

Estos medidores deben ser calibrados para un fluido específico, debido a que el calor específico varía de acuerdo al tipo de fluido. Generalmente se utilizan para medir flujo de gas. Su exactitud es de aproximadamente +1% del flujo.

MEDIDORES POR FRECUENCIA NATURAL DE OSCILACIÓN: MEDIDOR DE CORIOLIS

Medidor de caudal de masa directo que trabaja mediante el efecto que tienen las oscilaciones de frecuencia natural de vibración con respecto al caudal de masa que pasa por tramo de tubería que está construido con materiales de buena elasticidad y de una forma geométrica muy particular.

Un objeto que se mueve en un sistema de coordenadas que rota con una velocidad angular, experimentará una fuerza de Coriolis proporcional a la masa, a la velocidad del objeto y a la velocidad angular del sistema. Esta fuerza es perpendicular a la velocidad del objeto y a la velocidad angular del sistema de coordenadas.

En la nueva generación de los medidores de Coriolis, comercialmente disponibles, el fluido a la entrada del medidor se divide entre dos tubos en forma de U, los cuales tienen un diámetro menor que el de la tubería del proceso. El flujo sigue la trayectoria curva de los tubos, y converge a la salida del medidor. Estos tubos se hacen vibrar a su frecuencia natural por medio de un mecanismo magnético. Si en vez de hacerlos rotar continuamente los tubos vibran, la magnitud y dirección de la velocidad angular es alternada. Esto crea una fuerza Coriolis alterna. Si los tubos en forma de U son suficientemente elásticos, las fuerzas de Coriolis inducidas por la masa del fluido producen una pequeña deformación elástica. A partir de ella se mide y calcula el flujo de masa.

Hasta hace poco tiempo, no existía ningún método práctico para medir la masa. Tales mediciones son necesarias en infinidad de aplicaciones entre las cuales se encuentran: los balances de masa de productos procesados y obtenidos en la planta, transferencia de custodia.

La medición directa de la masa de flujo evita la necesidad de utilizar cálculos complejos y como estándar fundamental de medición, la masa no deriva sus unidades de otra fuente ni se ve afectada por variaciones de temperatura o presión; tal constancia hace a la masa, la propiedad ideal para medir. El primer Medidor de Flujo Másico (MFM) funciona según el principio Coriolis.

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