¿Cómo mide un medidor de caudal con placa de orificio de tipo de diferencia de presión?

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Los medidores de caudal por diferencia de presión tienen un amplio rango de aplicaciones. Se utilizan en la medición del caudal en tuberías cerradas, y pueden emplearse con todo tipo de fluidos: fluidos monofásicos, bifásicos, limpios, sucios o viscosos. En cuanto a las condiciones de operación, se pueden utilizar en presión atmosférica, alta presión, vacío, temperaturas normales, altas o bajas. En cuanto al diámetro de las tuberías, pueden utilizarse desde unos pocos milímetros hasta varios metros. Finalmente, en cuanto a las condiciones de flujo, se pueden utilizar en situaciones de flujo subsónico, supersónico o pulsante. Su uso en los diferentes sectores industriales representa entre 1/4 y 1/3 del consumo total de medidores de flujo. En las tuberías por donde fluye el gas, se instala un dispositivo de restricción del flujo. Este dispositivo contiene una placa perforada, en cuyo centro hay un orificio circular. El diámetro de este orificio es menor que el diámetro interno de la tubería. Antes de pasar por la placa perforada, el gas fluye de manera estable. Pero al pasar por el orificio, el área de paso disminuye, lo que perturba el flujo estable. Como resultado, la velocidad del gas aumenta y la presión estática del gas disminuye. De esta manera, se genera una diferencia de presión antes y después de la placa perforada; es decir, la presión es mayor en la zona donde el área de paso es grande y menor en la zona donde el área de paso es pequeña. Existe una relación numérica definida entre el valor de la diferencia de presión y el caudal de gas: cuanto mayor es el caudal, mayor es la diferencia de presión; cuanto menor es el caudal, menor es la diferencia de presión. El caudal es directamente proporcional a la raíz cuadrada de la diferencia de presiones. El medidor de caudal por diferencia de presión es un instrumento que calcula el caudal a partir de la diferencia de presión generada por el elemento de detección de caudal instalado en la tubería, así como de las condiciones conocidas del fluido y de las dimensiones geométricas del elemento de detección y de la tubería. El medidor de caudal por diferencia de presión está compuesto por un dispositivo primario (el elemento de detección) y un dispositivo secundario (el convertidor de diferencia de presión y el instrumento de visualización del caudal). Por lo general, los medidores de caudal de tipo diferencia de presión se clasifican según el elemento de detección que utilizan, como los medidores de caudal con placa perforada, los medidores de caudal de tipo Venturi o los medidores de caudal con tubo de velocidad constante. Los dispositivos secundarios son diversos manómetros mecánicos, electrónicos e mecatrónicos, transmisores de diferencia de presión y instrumentos de indicación de caudal. Se ha convertido en una amplia categoría de instrumentos con un alto grado de especialización en los aspectos de serialización, universalización y estandarización. Incluye una gran variedad de modelos y especificaciones. Estos instrumentos pueden utilizarse para medir parámetros relacionados con el caudal, así como otros parámetros como la presión, el nivel de líquidos o la densidad. Los componentes de medición de los caudalímetros de diferencia de presión pueden clasificarse, según su principio de funcionamiento, en varias categorías: dispositivos de estrangulamiento, tipo resistencia hidráulica, tipo centrífugo, tipo cabeza dinámica, tipo con ganancia de cabeza dinámica y tipo chorro. Los elementos de prueba también pueden clasificarse en dos categorías según su grado de estandarización: estándar y no estándar. Los llamados componentes de prueba estándar son aquellos que, siempre y cuando se diseñen, fabriquen, instalen y utilicen de acuerdo con los documentos estándar, permiten determinar su valor de caudal y estimar el error de medición, sin necesidad de realizar calibraciones con flujo real. Los componentes de prueba no estándar son aquellos cuyo nivel de madurez es bajo, y que aún no han sido incluidos en las normas internacionales. Los medidores de caudal por diferencia de presión son un tipo de medidor de caudal muy utilizado; entre todos los tipos de instrumentos de medición de caudal, ocupan el primer lugar en cuanto a su uso. En los últimos años, debido a la aparición de diversos tipos nuevos de medidores de caudal, su porcentaje de uso ha ido disminuyendo gradualmente. Sin embargo, actualmente siguen siendo el tipo de medidores de caudal más importantes. Ventajas: (1) El medidor de caudal de tipo placa de orificios, que es el más utilizado, cuenta con una estructura sólida, un rendimiento estable y fiable, además de una larga vida útil; (2) Tiene un amplio rango de aplicaciones, y hasta el momento no existe ningún otro tipo de medidor de caudal que pueda compararse con él; (3) Los componentes de detección, el transmisor y los instrumentos de visualización son producidos por diferentes fabricantes, lo que facilita la producción a escala económica. Desventajas: (1) La precisión de medición es generalmente baja; (2) El rango de operación es estrecho, generalmente solo de 3:1 a 4:1; (3) Se requieren condiciones elevadas para su instalación en el sitio; (4) Hay una gran pérdida de presión (en lo que respecta a placas de orificio, boquillas, etc.).