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Este documento proporciona una guía completa sobre la presión diferencial y los vertederos, incluyendo su funcionamiento, aplicaciones y métodos de medición. Se explica cómo la presión diferencial se mide utilizando dispositivos como manómetros, transmisores de presión diferencial y sensores de presión diferencial. También se describen los diferentes tipos de vertederos, como los vertederos rectangulares, triangulares, cipoletti y de cresta delgada, y se proporcionan fórmulas para calcular el caudal en cada tipo. El documento también incluye una comparación detallada de los instrumentos de medición de presión diferencial, como los transductores de presión diferencial, los manómetros de membrana y los manómetros de tubo en u, destacando sus ventajas y desventajas.
Tipo: Apuntes
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Presión diferencial y vertederos El funcionamiento en sus diferentes tipos La presión diferencial mide la diferencia de presión entre dos puntos. Es crucial en sistemas donde se necesita conocer cómo cambia la presión a lo largo de una línea de flujo. Aquí te dejo cómo funciona y sus aplicaciones: Funcionamiento : La presión diferencial se mide usando dispositivos como manómetros, transmisores de presión diferencial o sensores de presión diferencial. Estos instrumentos comparan las presiones de dos puntos y proporcionan la diferencia como salida. Aplicaciones : Se usa en sistemas de ventilación, filtros, medición de flujo en tuberías y en sistemas hidráulicos para monitorear y controlar procesos. Vertederos Los vertederos son estructuras utilizadas para medir el caudal de agua en canales abiertos. Funcionan basándose en la relación entre el nivel del agua (altura) y el caudal. Tipos de Vertederos Vertedero Rectangular: Descripción: Es una estructura con una abertura rectangular en la parte superior. Funcionamiento: Mide el caudal basándose en la altura del agua que pasa por la abertura. Uso: Común en laboratorios y pequeñas aplicaciones de campo. Vertedero Triangular (Cresta en V): Descripción: Tiene una abertura en forma de V invertida. Funcionamiento: La relación entre la altura del agua y el caudal es más precisa para flujos bajos. Uso: Ideal para canales pequeños y condiciones de flujo variable. Vertedero Cipoletti:
Descripción: Es similar al vertedero rectangular, pero con las paredes laterales inclinadas hacia afuera. Funcionamiento: La inclinación ayuda a mantener una relación más lineal entre el nivel del agua y el caudal. Uso: Utilizado en aplicaciones donde se necesita mayor precisión. Vertedero de Cresta delgada: Descripción: Tiene una cresta muy delgada y recta. Funcionamiento: Proporciona medidas precisas para flujos pequeños y constantes. Uso: Común en estudios hidrológicos y ambientales Como se mide La presión diferencial se mide comparando la presión en dos puntos de un sistema, y aquí hay una guía sobre cómo hacerlo: Instrumentos de Medición: Manómetros de tubo en U: Rellenos con un líquido, indican la diferencia de presión observando la diferencia de nivel del líquido en ambos brazos del tubo Vertedero Rectangular: ΔP= ρ ⋅ g ⋅ h donde: ΔP es la presión diferencial. ρ es la densidad del líquido en el manómetro (por ejemplo, la densidad del mercurio es 13,600 kg/m3). g es la aceleración debido a la gravedad (9.81 m/s2). h es la diferencia de altura del líquido entre los dos brazos del tubo (m)
5. Registro de Datos Frecuencia de Lectura: Toma lecturas periódicas para monitorear cambios en la presión diferencial. Condiciones de Operación: Registra las condiciones de operación para mantener un registro completo y confiable. Vertederos Los vertederos miden el flujo de agua basándose en la relación entre el nivel del agua y el caudal: Medición con Vertederos: Seleccionar el vertedero adecuado: Según el flujo y precisión necesaria. Rectangular : Para mediciones básicas. Triangular (Cresta en V) : Para flujos bajos y variables. Cipoletti : Para mayor precisión en flujos variables. Cresta delgada : Para flujos pequeños y constantes. Parshall : Para sistemas de tratamiento de aguas y aplicaciones indus triales Instalar el vertedero: Correctamente alineado y asegurado. Alineación : Asegúrate de que el vertedero esté correctamente alinea do y nivelado en el canal. Sellado : Evita cualquier fuga de agua alrededor del vertedero para as egurar una medición precisa Medir el nivel del agua: Utilizando un medidor de nivel. Instrumentos : Usa un medidor de nivel, un pozo piezométrico o un tr ansductor de presión para medir la altura del agua sobre la cresta del vertedero. Posición de Medición : Mide el nivel del agua aguas arriba del verted ero a una distancia donde la superficie esté tranquila (generalmente c uatro veces la altura del agua sobre la cresta).
Calcular el caudal: Utilizando las fórmulas específicas de cada tipo de vertedero Vertedero Rectangular: 𝑸 = 𝟐 𝟑 𝑪𝒅𝒃√𝟐𝑮𝑯 𝟑 𝟐 Donde Q = caudal Cd= coeficiente de descarga b= ando del vertedero g = aceleración debido a la gravedad H = altura del vertedero Vertedero Triangular cresta en v 𝑸 = 𝟖 𝟏𝟓 𝑪𝒅𝒃(𝐭𝐚𝐧 = 𝜽 𝟐 )√𝟐𝒈𝑯 𝟑 𝟓 Done Q = caudal Cd= coeficiente de descarga Θ = es el ángulo del vertedero en V g = aceleración debido a la gravedad H = altura del vertedero
o Dificultad de Instalación : Requieren configuración y calibr ación electrónica. o Manejo de Sólidos Disueltos : No adecuados ya que pued en obstruirse. o Pérdida de Presión : Baja, no interfieren significativamente con el flujo. Manómetros de Membrana : o Precisión : Buena precisión, adecuadas para muchas aplic aciones industriales. o Costo : Moderado, balance entre precisión y costo. o Dificultad de Instalación : Moderada, instalación más simp le que los transductores. o Manejo de Sólidos Disueltos : Moderado, pueden manejar algunas impurezas. o Pérdida de Presión : Moderada, puede afectar el flujo en ci erta medida. Manómetros de Tubo en U : o Precisión : Menos precisos en comparación, pero suficient emente buenos para aplicaciones básicas. o Costo : Bajo, accesibles y económicos o Dificultad de Instalación: Baja, fácil de instalar sin necesidad de calibración electrónica. o Manejo de Sólidos Disueltos: Alta, pueden manejar fácilmente los sólidos disueltos. o Pérdida de Presión: Alta, pueden causar una caída significativa de presión en el sistema.