control de flujo

International Society of AutomationColombia Section

F t íti lFactores críticos en la selección de instrumentación parainstrumentación para medición de flujo

Standards

Certification

CONFERENCISTA

ING. MIGUEL GALVIS Education & Training

Publishing

Conferences & Exhibits Bogota, 7 de Abril de 2011 11

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

En la industria se mide por diferentes motivos

j

Transferencia y Custodia

Indicación de eficiencia

Calidad de Producción Seguridad

Control de

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Proceso

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujoj

Cual es su principal motivación para realizar una medición de flujo?flujo?

MotivoMotivo • Normas Industriales • Nivel de Seguridadg• Variables de Proceso• Comportamiento del fluido• Requerimientos de Montaje• Requerimientos de Montaje• Relación Costo / Beneficio

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujoj

Que tecnología de Medición es la mas apropiada para laQue tecnología de Medición es la mas apropiada para la aplicación?

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujoj

Que tecnología de Medición es la mas apropiada para laQue tecnología de Medición es la mas apropiada para la aplicación?

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Mejor Solución

j

j

Que tecnología de Medición es la mas apropiada para laQue tecnología de Medición es la mas apropiada para la aplicación?

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Tipos de Medidores

j

Volumétricos Másicos

Directos Indirectos Ef t Té iDirectos Indirectos Efecto

Coriolis Térmicos

Desplazamiento + Presión Diferencial Área Variable Turbina

Placa de OrificioTobera VenturiT b PiVortex

UltrasónicoCanal AbiertoElectromagnético

Tubo PitotEfecto Doppler

Tiempo de Transito

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Electromagnético

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Selección deNO

j

Datos Iniciales:Selección de tecnología y solución

NO

• Presión

• Temperatura Parámetros

• Diámetro de la Tubería

• Sch de tubería

• Tipo de Fluido

• Diseño

• MáximoParámetros De

Selección dep

• Características del Fluido

• Perdida de presión máxima

• Rango de Caudales

• Operación

• Mínimo Tecnología

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• Rango de Caudales

• Limitaciones de espacio

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Existe la posibilidad de ampliaciones de las

j

operaciones en un Futuro…?

Que existe antes y después del sistema de medición?Que existe antes y después del sistema de medición?

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujoj

Búsqueda de los datosBúsqueda de los datos de proceso y su importancia en la selección de un sistemaselección de un sistema de medición de flujo.

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Variables Alto Medio Bajo

Presión de Proceso X

j

Presión de Proceso X

Temperatura Proceso X

Temperatura Ambiente X

Diá t d l T b í XDiámetro de la Tubería X

Sch de tubería X

Tipo de Fluido X

Características y comportamiento del Fluido X

Perdida de presión máxima X

Rango de Caudales X

Limitaciones de Espacio e Instalación X

Compatibilidad Química X

Tipo de Bombeo X

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p

Limpieza del Proceso X

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujoj

Cuales son las características y comportamiento del fluido aCuales son las características y comportamiento del fluido a medir?

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Características y Comportamiento del Fluido

j

Variables a ab esPresión VaporViscosidad

TEMPERATURA

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Características y Comportamiento del Fluido

j

Variables Presión de VaporPresión de Vapor

La presión de vapor es la presión de un sistema cuando el sólido o liquido se hallan en equilibrio con su vapor.con su vapor.

Equilibrio Dinámico

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Características y Comportamiento del Fluido

j

Variables Viscosidad

Viscosidad absoluta

Representa la viscosidad dinámica del líquido y Viscosidad

Propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le

p q yes medida por el tiempo en que tarda en fluir a través de un tubo capilar a una determinada temperatura. Sus unidades son el poise o centipoise (gr/SegCm) siendo muy utilizada aa su flujo cuando se le

aplica una fuerzacentipoise (gr/SegCm), siendo muy utilizada a fines prácticos.

Viscosidad cinemáticaRepresenta la característica propia del líquido desechando las fuerzas que genera su movimiento, obteniéndose a través del cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad del producto en cuestión. Su unidad es el stoke o centistoke (cm2/seg)

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el stoke o centistoke (cm2/seg).

Viscosidad Cinemática (CSt) = Viscosidad Absoluta / Densidad

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Características y Comportamiento del Fluido

j

Variables ViscosidadViscosidad

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Características y Comportamiento del Fluido

j

Variables Tipo de FlujoTipo de Flujo

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Características y Comportamiento del Fluido

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Variables CavitaciónCavitación

Cuando un líquido fluye a través de una región donde la presión es menor que su presión de vapor, él liquido forma burbujas de vapor.

Estas burbujas son transportadas por el líquido hasta llegar a una región de mayor presión, donde el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, implotando bruscamente las burbujas. Si las burbujas de vapor se encuentran cerca o en contacto con una pared sólida cuando cambian de estado las fuerzas ejercidas por el líquido alcon una pared sólida cuando cambian de estado, las fuerzas ejercidas por el líquido al aplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar a presiones localizadas de alto impacto, ocasionando picaduras sobre la superficie sólida.

El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones dando la impresión

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El fenómeno generalmente va acompañado de ruido y vibraciones, dando la impresión de que se tratara de grava que golpea con diferentes partes de la máquina.

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Características y Comportamiento del Fluido

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Variables CavitaciónCavitación

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Características y Comportamiento del Fluido

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Variables CavitaciónCavitación

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Características y Comportamiento del Fluido

j

Variables CavitaciónCavitación

CONTRAPRESION MINIMA PARA EVITAR LA CAVITACION:CONTRAPRESION MINIMA PARA EVITAR LA CAVITACION:

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Características y Comportamiento del Fluido

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Variables Golpe de Ariete

Se origina cuando se cierra bruscamente una válvula y las partículas de fluido que se han detenido son empujadas por las que vienen inmediatamente detrás y que siguen aún en movimiento. Esto origina una sobrepresión que se desplaza por la tubería a una velocidad que puede superar la velocidad del sonido en el fluidotubería a una velocidad que puede superar la velocidad del sonido en el fluido.

Esta sobrepresión tiene dos efectos:

1 Comprime ligeramente el fluido reduciendo su volumen1. Comprime ligeramente el fluido, reduciendo su volumen 2. Dilata ligeramente la tubería.

Estos efectos provocan otra Onda de Presión en el sentido contrario del fluido se desplaza en dirección contraria y se produce una caída de presión con respecto a la

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desplaza en dirección contraria y se produce una caída de presión con respecto a la presión normal de la tubería, donde el fluido puede pasar a estado gaseoso formando una burbuja mientras que la tubería se contrae.

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujoj

Que caída de presión genera el sistema de medición…?

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

S

j

Sensor

VálvulasVálvulas

Accesorios

Tubería

Filtros

C l t

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Complementos

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujoj

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujoj

Como selecciono el sensor correcto para la aplicación ?

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Mejor Solución

j

j

Tipo de Medición

Comportamiento del fluido

Como selecciono el sensor correcto para la aplicación ?

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

SENSOR

j

Requerimientos de Montaje

Se requiere un acondicionamiento de flujo antes de

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q jrealizar la medición?

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

SENSOR

j

Requerimientos de Montaje

Se requiere un acondicionamiento de flujo antes de

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q jrealizar la medición?

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

SENSOR

j

Requerimientos de Montaje

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

Tipos de Medidores

j

Volumétricos Másicos

Directos Indirectos Ef t Té iDirectos Indirectos Efecto

Coriolis Térmicos

Presión Diferencial Área Variable Turbina

Placa de OrificioTobera VenturiT b Pi

Desplazamiento +

VortexUltrasónicoCanal AbiertoElectromagnético

Tubo PitotEfecto Doppler

Tiempo de Transito

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Electromagnético

Requiere Acondicionar flujo NO Requiere Acondicionar flujo

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

SENSOR

j

Numero de Reynolds

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujoj

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

SENSOR

j

Requerimientos de Montaje

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

SENSOR

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Requerimientos de Montaje

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

SENSOR

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Limitaciones de Espacio

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

SENSOR

j

Conexiones a Proceso

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

SENSOR

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Conexiones a Proceso

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

SENSOR

j

Limpieza de Líneas

La limpieza CIP (Cleaning In-Place – limpieza in situ) es el método habitual dees el método habitual de limpieza de plantas durante procesos de producción donde la higiene es mandataria y suprema

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mandataria y suprema

Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

SENSOR

j

Rango de Medición

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujo

SENSOR

j

Exactitud

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Factores críticos en la selección de instrumentación para medición de flujoj

SENSOR Recomendación

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GRACIASGRACIAS

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Bibliografía

• AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE Manual of Petroleum Measurement• AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE. Manual of Petroleum Measurement

• Instrumentación Industrial, Antonio Creus Sole, 7 Edición.

• Flow Handbook Endress + Hauser• Flow Handbook, Endress + Hauser

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