Caudal – Flujo: Medidores Presión Diferencial, Corrección empírica en medidas de vapor

Cuando se trata de medir vapor de agua, el caudal será correcto siempre que la temperatura y presión sean las mismas que las de diseño. Si estas condiciones varían, también se modificará el peso específico del vapor.

A continuación se desarrolla un método de cálculo de la corrección que se puede aplicar a un medidor de caudal en peso de vapor recalentado, en función de las variaciones de presión y temperatura. El subíndice C corresponde a valores de cálculo, mientras que el F corresponde a valores de flujo o condiciones del proceso.

Datos de cálculo de la placa de orificio

• Presión: 20 kg/cm2 absolutos

• Temperatura: 330 °C

Suponiendo que la presión de trabajo oscila entre 17 y 21 kg/cm2 relativos y la tem­peratura entre 290 y 360 °C, tenemos los siguientes valores de peso específico (p) obte­nidos de las tablas de volúmenes específicos de vapor de agua, sabiendo que p = 1/v:

kg/cm2 rel.\°C 290 310 330 350 360
17 7.107 6.821 6.562 6.325 6.211
18 7.530 7.220 6.940 6.685 6.570
19 7.955 7.628 7.326 7.057 6.930
20 8.382 8.026 7.710 7.424 7.288
21 8.818 8.439 8.091 7.788 7.645

Puesto que la placa de orificio se ha calculado para 20 kg/cín abs-y 330 °C, el valor del peso específico de cálculo será pe = 7,326. Llamando «h» a la presión dife­rencial que se produce en el elemento de medida, la ecuación de caudal másico es:

Para un determinado valor de «h», la señal de salida del transmisor de presión dife­rencial es proporcional a  Si las condiciones difieren de los valores de cálculo, el caudal es proporcional a

. Por tanto, para obtener una señal pro­porcional al caudal, debemos multiplicar la señal de salida del transmisor de presión diferencial por el factor de corrección:

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De los valores del peso específico de la tabla anterior, obtenemos la siguiente tabla de factores de corrección dentro de la zona de trabajo:

kg/cm2 rel.\°C 290 310 330 350 360
17 0.985 0.965 0.946 0.929 0.920
18 1.014 0.993 0.973 0.955 0.946
19 1.042 1.020 1.000 0.981 0.972
20 1.070 1.047 1.026 1.007 0.997
21 1.097 1.073 1.051 1.031 1.021

Puesto que no es posible aplicar directamente el valor de la corrección, debe hacer­se en función de los valores de presión relativa y temperatura. Empleando la fórmula empírica:

se obtiene la siguiente tabla de factores, en Ja que comparando con la anterior, se observa que dentro de la zona de trabajo los errores son inferiores al 1%.

kg/cm2 rel.\°C 290 310 330 350 360
17 0.986 0.962 0.939 0.918 0.908
18 1.018 0.993 0.970 0.948 0.938
19 1.050 1.024 1.000 0.977 0.967
20 1.080 1.053 1.029 1.005 0.995
21 1.110 1.082 1.057 1.033 1.022

De acuerdo a estas conclusiones, podemos establecer la siguiente ecuación empíri­ca para obtener el caudal de vapor corregido (QC) dentro de la zona de trabajo a partir del caudal medido, presión y temperatura:

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