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Elementos del rotámetro |
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Los principales elementos del rotámetro se ilustran en la figura siguiente, y estos son: |
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El tubo de medición |
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Este tiene una forma de cono truncado, que por lo general se modifica ligeramente para obtener una relación lineal exacta. |
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El ángulo (α) del tubo suele ser pequeño del orden de los 2 a 3º, lo cual hace despreciable el factor de escala (a) en la ecuación. |
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Casi todos los tubos de los rotámetros llevan por dentro guías que permiten que el flotador se mantenga centrado. Esto ya que un movimiento irregular no centrado del flotador puede producir errores en la medida y en todo caso una difícil lectura de su posición. |
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Estas guías pueden ser de dos tipos. La forma más común es el uso de canales sobre las paredes del tubo de medición con el fin de guiar al flotador por sus costados. La siguiente figura ilustra esta opción. |
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Otras veces el flotador está perforado y el tubo lleva una guía central en forma de un eje fino sobre el cual desliza el flotador. |
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De visión directa en cuyo caso el material del tubo suele ser vidrio, que puede o no resistir altas temperaturas (Pirex), o cualquier otro material transparente como acrílico. Tal es el caso del instrumento mostrado en la figura donde se ilustran las partes del rotámetro. Estos se utilizan cuando:
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En tuberías de pequeño diámetro (entre 3/8" y 3/4")
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Donde la presión del fluido no es excesiva (máx. alrededor de 550 psi)
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El fluido no es muy oscuro u opaco que dificulte la visión del flotador
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El fluido fluye libremente a temperatura ordinaria
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La capacidad no es excesiva
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De visión indirecta, en cuyo caso el material de l tubo puede ser metálico y la medida de la posición del flotador debe hacerse conectando el flotador al exterior, ya sea para una medida directa como es el caso del rotámetro con barra de extensión (mostrado en la figura siguiente) o con cualquier otro método de transmisión. Se utilizan
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Cuando hay la posibilidad de presiones pico en el fluido (líquidos), ya que de utilizarse el rotámetro de lectura directa el vidrio podría romperse
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Cuando existe la posibilidad de que el vidrio se rompa por golpes o vibraciones, produciéndose una fuga en el fluido el cual es peligroso.
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Cuando se requiere acoplamiento de un transmisor para generación de señales.
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Las ventajas de este tipo de rotámetro son: |
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La cámara de visión se puede hacer de un diámetro suficientemente pequeño para soportar altas presiones |
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Para la mayoría de los servicios de gas se dispone de bajos costos de diseño |
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La barra de extensión facilita la utilización de varios tipos de transmisores |
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Para presiones muy elevadas del fluido, el tubo de medición puede ser metálico. |
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El Flotador |
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El flotador de un rotámetro es un elemento que tienen formas variadas y se fabrican de diversos materiales, según el fluido a medir. |
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El material de fabricación debe cumplir con una serie de criterios a saber:
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Ser más pesados que el fluido del proceso
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Resistir convenientemente a la corrosión
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Permitir un buen deslizamiento sobre las guías.
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En función de esto los materiales más utilizados son acero inoxidable, monel y níquel. Si embargo es también posible conseguir flotadores de latón o bronce y en algunos casos de materiales compuestos. Este último sobre todo cuando se trata de medición de flujo de aire, por tener éste de baja densidad. |
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En los rotámetros se utilizan flotadores de formas diversas, ésta determina la influencia de los cambios de viscosidad del fluido en el comportamiento del rotámetro; puesto que el coeficiente de descarga esta influenciado por la viscosidad del fluido. Las formas más comunes son: |
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Flotador esférico (1): Para bajos caudales y poca precisión, con una influencia considerable de la viscosidad.
Flotador cilíndrico con borde plano (2): Para caudales medios y elevados con una influencia media de la viscosidad.
Flotador cilíndrico con borde saliente, con la cara inclinada de frente al flujo el flujo (3): Con una menor influencia de la viscosidad del fluido
Flotador cilíndrico con bordes salientes contra el flujo (4): Es el que presenta la menor influencia de la viscosidad del fluido. |
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La figura muestra como influye la viscosidad del fluido sobre el coeficiente de descarga del rotámetro. |
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diferentes tipos de flotadores |
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Escala |
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La escala puede venir grabada sobre una regla metálica la cual se monta lateralmente con el tubo de medición. O directamente sobre el propio tubo. |
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La escala del rotámetro es casi lineal, especialmente si el ángulo del cono es pequeño (de 2 a 3°). |
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Características del Rotámetro |
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| Linealidad: El flujo es proporcional al área, por lo que la escala es casi lineal, especialmente si el ángulo del cono es pequeño. Un rotámetro típico tiene una escala que se aleja de lo lineal en un 5 %. |
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Exactitud: Esta varía con la longitud de la escala y el grado de calibración. Es común una exactitud de ± 2% de la escala completa. |
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Repetibilidad: Es excelente |
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Capacidad: Los rotámetros son los instrumentos más comúnmente utilizados en la medición de pequeños flujos |
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Ventajas: |
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Se pueden obtener lecturas locales del flujo y en forma de señales.
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La escala es casi lineal.
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No requieren gran longitud de tubería antes y después del medidor.
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Son resistentes a fluidos corrosivos
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Desventajas: |
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Son sensibles a los cambios de viscosidad del fluido.
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El tubo de virio es poco resistente.
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Para rotámetros de mas de 4" el costo es elevado.
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