viernes, 26 de noviembre de 2010

Tercer Parcial:
Valvulas, bombas, termometros, manometros, y compresor.

Valvulas:
Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gasesmediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.
Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta mas de 20000 lb/in² (140 Mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia.
La palabra flujo expresa el movimientode un fluido, pero también significa para nosotros la cantidad total de fluido que ha pasado por una sección de terminada de un conducto. Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de fluido que circula por una sección determinada del conducto en la unidad de tiempo.
La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada.
Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son: la parte motriz o actuador y el cuerpo.
  • Actuador: el actuador también llamado accionador o motor, puede ser neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser las más sencillas y de rápida actuaciones. Aproximadamente el 90% de las válvulas utilizadas en la industria son accionadas neumáticamente. Los actuadores neumáticos constan básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte tal como se muestra en la figura (1-a.). Lo que se busca en un actuador de tipo neumático es que cada valor de la presiónrecibida por la válvula corresponda una posición determinada del vástago. Teniendo en cuenta que la gama usual de presión es de 3 a 15 lbs/pulg² en la mayoría de los actuadores se selecciona el área del diafragma y la constante del resorte de tal manera que un cambiode presión de 12 lbs/pulg², produzca un desplazamiento del vástago igual al 100% del total de la carrera.
Figura 1-a Actuador de una válvula de control.
  • Cuerpo de la válvula: este esta provisto de un obturador o tapón, los asientos del mismo y una serie de accesorios. La unión entre la válvula y la tubería puede hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapón es el encargado de controlar la cantidad de fluido que pasa a través de la válvula y puede accionar en la dirección de su propio eje mediante un movimiento angular. Esta unido por medio de un vástago al actuador.
Debido a las diferentes variables, no puede haber una válvula universal; por tanto, para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado innumerables diseños y variantes con el paso de los años, conforme se han desarrollado nuevos materiales. Todos los tipos de válvulas recaen en nueve categorías: válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de apriete, válvulas de diafragma, válvulas de macho, válvulas de retención y válvulas de desahogo (alivio).
Estas categorías básicas se describen a continuación. Seria imposible mencionar todas las características de cada tipo de válvula que se fabrica y no se ha intentado hacerlo. Más bien se presenta una descripcióngeneral de cada tipo en un formato general, se dan recomendaciones para servicio, aplicaciones, ventajas, desventajas y otra información útil para el lector.
La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento (fig. 1-1).
Figura 1-1 Válvula de compuerta.
  • Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación.
  • Para uso poco frecuente.
  • Para resistencia mínima a la circulación.
  • Para mínimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería.
Servicio general, aceites y petróleo, gas, aire, pastas semilíquidas, líquidos espesos, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos.
  • Alta capacidad.
  • Cierre hermético.
  • Bajo costo.
  • Diseño y funcionamiento sencillos.
  • Poca resistencia a la circulación.
  • Control deficiente de la circulación.
  • Se requiere mucha fuerza para accionarla.
  • Produce cavitación con baja caída de presión.
  • Debe estar cubierta o cerrada por completo.
  • La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.
  • Cuña maciza, cuña flexible, cuña dividida, disco doble.
  • Materiales
  • Cuerpo: bronce, hierro fundido, hierro, acero forjado, Monel, acero fundido, acero inoxidable, plástico de PVC.
  • Componentes diversos.
  • Lubricar a intervalos periódicos.
  • Corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura.
  • Enfriar siempre el sistema al cerrar una tubería para líquidos calientes y al comprobar que las válvulas estén cerradas.
  • No cerrar nunca las llaves a la fuerza con la llave o una palanca.
  • Abrir las válvulas con lentitud para evitar el choque hidráulico en la tubería.
  • Cerrar las válvulas con lentitud para ayudar a descargar los sedimentos y mugre atrapados.
  • Tipo de conexiones de extremo.
  • Tipo de cuña.
  • Tipo de asiento.
  • Tipo de vástago.
  • Tipo de bonete.
  • Tipo de empaquetadura del vástago.
  • Capacidad nominal de presión para operación y diseño.
  • Capacidad nominal de temperatura para operación y diseño.
La válvula de macho es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio de un macho cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90° (fig. 1-2).
Figura 1-2 Válvula de macho.
  • Servicio con apertura total o cierre total.
  • Para accionamiento frecuente.
  • Para baja caída de presión a través de la válvula.
  • Para resistencia mínima a la circulación.
  • Para cantidad mínima de fluido atrapado en la tubería.
  • Servicio general, pastas semilíquidas, líquidos, vapores, gases, corrosivos.
  • Ventajas
  • Alta capacidad.
  • Bajo costo.
  • Cierre hermético.
  • Funcionamiento rápido.
  • Requiere alta torsión (par) para accionarla.
  • Desgaste del asiento.
  • Cavitación con baja caída de presión.
  • Lubricada, sin lubricar, orificios múltiples.
  • Materiales
  • Hierro, hierro dúctil, acero al carbono, acero inoxidable, aleación 20, Monel, níquel, Hastelloy, camisa de plástico.
  • Dejar espacio libre para mover la manija en las válvulas accionadas con una llave.
  • En las válvulas con macho lubricado, hacerlo antes de ponerlas en servicio.
  • En las válvulas con macho lubricado, lubricarlas a intervalos periódicos.
  • Material del cuerpo.
  • Material del macho.
  • Capacidad nominal de temperatura.
  • Disposición de los orificios, si es de orificios múltiples.
  • Lubricante, si es válvula lubricada.
Una válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería (fig. 1-3).
Figura 1-3 Válvula de globo.
  • Estrangulación o regulación de circulación.
  • Para accionamiento frecuente.
  • Para corte positivo de gases o aire.
  • Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación.
Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas.
  • Estrangulación eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco o asiento.
  • Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el tiempo y desgaste en el vástago y el bonete.
  • Control preciso de la circulación.
  • Disponible con orificios múltiples.
  • Gran caída de presión.
  • Costo relativo elevado.
Normal (estándar), en "Y", en ángulo, de tres vías.
Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, plásticos.
Componentes: diversos.
Instalar de modo que la presión este debajo del disco, excepto en servicio con vapor a alta temperatura.
Registro en lubricación.
Hay que abrir ligeramente la válvula para expulsar los cuerpos extraños del asiento.
Apretar la tuerca de la empaquetadura, para corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura.
  • Tipo de conexiones de extremo.
  • Tipo de disco.
  • Tipo de asiento.
  • Tipo de vástago.
  • Tipo de empaquetadura o sello del vástago.
  • Tipo de bonete.
  • Capacidad nominal para presión.
  • Capacidad nominal para temperatura.
Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto (fig. 1-4).
Figura 1-4 Válvula de bola.
  • Para servicio de conducción y corte, sin estrangulación.
  • Cuando se requiere apertura rápida.
  • Para temperaturas moderadas.
  • Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.
Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas.
  • Bajo costo.
  • Alta capacidad.
  • Corte bidireccional.
  • Circulación en línea recta.
  • Pocas fugas.
  • Se limpia por si sola.
  • Poco mantenimiento.
  • No requiere lubricación.
  • Tamaño compacto.
  • Cierre hermético con baja torsión (par).
  • Características deficientes para estrangulación.
  • Alta torsión para accionarla.
  • Susceptible al desgaste de sellos o empaquetaduras.
  • Propensa a la cavitación.
Entrada por la parte superior, cuerpo o entrada de extremo divididos (partidos), tres vías, Venturi, orificio de tamaño total, orificio de tamaño reducido.
Cuerpo: hierro fundido, hierro dúctil, bronce, latón, aluminio, aceros al carbono, aceros inoxidables, titanio, tántalo, zirconio; plásticos de polipropileno y PVC.
Asiento: TFE, TFE con llenador, Nylon, Buna-N, neopreno.
Dejar suficiente espacio para accionar una manija larga.
  • Temperatura de operación.
  • Tipo de orificio en la bola.
  • Material para el asiento.
  • Material para el cuerpo.
  • Presión de funcionamiento.
  • Orificio completo o reducido.
  • Entrada superior o entrada lateral.

La válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación (fig. 1-5).
Figura 1-5 Válvula de mariposa.
  • Servicio con apertura total o cierre total.
  • Servicio con estrangulación.
  • Para accionamiento frecuente.
  • Cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos.
  • Cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería.
  • Para baja ciada de presión a través de la válvula.
Servicio general, líquidos, gases, pastas semilíquidas, líquidos con sólidos en suspensión.
  • Ligera de peso, compacta, bajo costo.
  • Requiere poco mantenimiento.
  • Numero mínimo de piezas móviles.
  • No tiene bolas o cavidades.
  • Alta capacidad.
  • Circulación en línea recta.
  • Se limpia por si sola.
  • Alta torsión (par) para accionarla.
  • Capacidad limitada para caída de presión.
  • Propensa a la cavitación.
Disco plano, disco realzado, con brida, atornillado, con camisa completa, alto rendimiento.
Cuerpo: hierro, hierro dúctil, aceros al carbono, acero forjado, aceros inoxidables, aleación 20, bronce, Monel.
Disco: todos los metales; revestimientos de elastómeros como TFE, Kynar, Buna-N, neopreno, Hypalon.
Asiento: Buna-N, viton, neopreno, caucho, butilo, poliuretano, Hypalon, Hycar, TFE.
Se puede accionar con palanca, volante o rueda para cadena.
Dejar suficiente espacio para el movimiento de la manija, si se acciona con palanca.
Las válvulas deben estar en posición cerrada durante el manejo y la instalación.
  • Tipo de cuerpo.
  • Tipo de asiento.
  • Material del cuerpo.
  • Material del disco.
  • Material del asiento.
  • Tipo de accionamiento.
  • Presión de funcionamiento.
  • Temperatura de funcionamiento.
Las válvulas de diafragma son de vueltas múltiples y efectúan el cierre por medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago de la válvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación (fig. 1-6).
Figura 1-6 Válvula de diafragma.
  • Servicio con apertura total o cierre total.
  • Para servicio de estrangulación.
  • Para servicio con bajas presiones de operación.
Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas fibrosas, lodos, alimentos, productos farmacéuticos.
  • Bajo costo.
  • No tienen empaquetaduras.
  • No hay posibilidad de fugas por el vástago.
  • Inmune a los problemas de obstrucción, corrosióno formación de gomas en los productos que circulan.
  • Diafragma susceptible de desgaste.
  • Elevada torsión al cerrar con la tubería llena.
  • Tipo con vertedero y tipo en línea recta.
  • Materiales
  • Metálicos, plásticos macizos, con camisa, en gran variedad de cada uno.
Lubricar a intervalos periódicos.
No utilizar barras, llaves ni herramientas para cerrarla.
  • Material del cuerpo.
  • Material del diafragma.
  • Conexiones de extremo.
  • Tipo del vástago.
  • Tipo del bonete.
  • Tipo de accionamiento.
  • Presión de funcionamiento.
  • Temperatura de funcionamiento.

La válvula de apriete es de vueltas múltiples y efectúa el cierre por medio de uno o mas elementos flexibles, como diafragmas o tubos de caucho que se pueden apretar u oprimir entre si para cortar la circulación (fig. 1-7).
Figura 1-7 Válvula de apriete.
  • Servicio de apertura y cierre.
  • Servicio de estrangulación.
  • Para temperaturas moderadas.
  • Cuando hay baja caída de presión a través de la válvula.
  • Para servicios que requieren poco mantenimiento.
Pastas semilíquidas, lodos y pastas de minas, líquidos con grandes cantidades de sólidos en suspensión, sistemas para conducción neumáticade sólidos, servicio de alimentos.
  • Bajo costo.
  • Poco mantenimiento.
  • No hay obstrucciones o bolsas internas que la obstruyan.
  • Diseño sencillo.
  • No corrosiva y resistente a la abrasión.
  • Aplicación limitada para vació.
  • Difícil de determinar el tamaño.
Camisa o cuerpo descubierto; camisa o cuerpo metálicos alojados.
Caucho, caucho blanco, Hypalon, poliuretano, neopreno, neopreno blanco, Buna-N, Buna-S, Viton A, butilo, caucho de siliconas, TFE.
Los tamaños grandes pueden requerir soportes encima o debajo de la tubería, si los soportes para el tubo son inadecuados.
  • Presión de funcionamiento.
  • Temperatura de funcionamiento.
  • Materiales de la camisa.
  • Camisa descubierta o alojada.
Hay dos categorías de válvulas y son para uso específico, más bien que para servicio general: válvulas de retención (check) y válvulas de desahogo (alivio). Al contrario de los otros tipos descritos, son válvulas de accionamiento automático, funcionan sin controles externos y dependen para su funcionamiento de sentido de circulación o de las presiones en el sistema de tubería. Como ambos tipos se utilizan en combinación con válvulas de control de circulación, la selecciónde la válvula, con frecuencia, se hace sobre la base de las condiciones para seleccionar la válvula de control de circulación.
La válvula de retención (fig. 1-8) esta destinada a impedir una inversiónde la circulación. La circulación del líquido en el sentido deseado abre la válvula; al invertirse la circulación, se cierra. Hay tres tipos básicos de válvulas de retención: 1) válvulas de retención de columpio, 2) de elevación y 3) de mariposa.
Esta válvula tiene un disco embisagrado o de charnela que se abre por completo con la presión en la tubería y se cierra cuando se interrumpe la presión y empieza la circulación inversa. Hay dos diseños: uno en "Y" que tiene una abertura de acceso en el cuerpo para el esmerilado fácil del disco sin desmontar la válvula de la tubería y un tipo de circulación en línea recta que tiene anillos de asiento reemplazables.
  • Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.
  • Cuando hay cambios poco frecuentes del sentido de circulación en la tubería.
  • Para servicio en tuberías que tienen válvulas de compuerta.
  • Para tuberías verticales que tienen circulación ascendente.
Para servicio con líquidos a baja velocidad.
  • Puede estar por completo a la vista.
  • La turbulencia y las presiones dentro de la válvula son muy bajas.
  • El disco en "Y" se puede esmerilar sin desmontar la válvula de la tubería.
Válvulas de retención con disco inclinable.
Cuerpo: bronce, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero fundido, acero inoxidable, acero al carbono.
Componentes: diversos.
  • En las tuberías verticales, la presión siempre debe estar debajo del asiento.
  • Si una válvula no corta el paso, examinar la superficie del asiento.
  • Si el asiento esta dañada o escoriado, se debe esmerilar o reemplazar.
  • Antes de volver a armar, limpiar con cuidado todas las piezas internas.
Una válvula de retención de elevación es similar a la válvula de globo, excepto que el disco se eleva con la presión normal e la tubería y se cierra por gravedad y la circulación inversa.
Figura 1-8 Válvula de retensión (tipo de elevación).
  • Cuando hay cambios frecuentes de circulación en la tubería.
  • Para uso con válvulas de globo y angulares.
  • Para uso cuando la caída de presión a través de la válvula no es problema.
Tuberías para vapor de agua, aire, gas, agua y vapores con altas velocidades de circulación.
  • Recorrido mínimo del disco a la posición de apertura total.
  • Acción rápida.
Tres tipos de cuerpos: horizontal, angular, vertical.
Tipos con bola (esfera), pistón, bajo carga de resorte, retención para vapor.
Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, PVC, Penton, grafito impenetrable, camisa de TFE.
Componentes: diversos.
  • La presión de la tubería debe estar debajo del asiento.
  • La válvula horizontal se instala en tuberías horizontales.
  • La válvula vertical se utiliza en tubos verticales con circulación ascendente, desde debajo del asiento.
  • Si hay fugas de la circulación inversa, examinar disco y asiento.
Una válvula de retención de mariposa tiene un disco dividido embisagrado en un eje en el centro del disco, de modo que un sello flexible sujeto al disco este a 45° con el cuerpo de la válvula, cuando esta se encuentra cerrada. Luego, el disco solo se mueve una distancia corta desde el cuerpo hacia el centro de la válvula para abrir por completo.
  • Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación en la tubería.
  • Cuando hay cambios frecuentes en el sentido de la circulación.
  • Para uso con las válvulas de mariposa, macho, bola, diafragma o de apriete.
Servicio para líquidos o gases.
  • El diseño del cuerpo se presta para la instalación de diversos tipos de camisas de asiento.
  • Menos costosa cuando se necesita resistencia a la corrosión.
  • Funcionamiento rápido.
  • La sencillez del diseño permite construirlas con diámetros grandes.
  • Se puede instalar virtualmente en cualquier posición.
Con camisa completa.
Con asiento blando.
Cuerpo: acero, acero inoxidable, titanio, aluminio, PVC, CPCB, polietileno, polipropileno, hierro fundido, Monel, bronce.
Sello flexible: Buna-N, Viton, caucho de butilo, TFE, neopreno, Hypalon, uretano, Nordel, Tygon, caucho de siliconas.
En las válvulas con camisa, esta se debe proteger contra daños durante el manejo.
Comprobar que la válvula queda instalada de modo que la abra la circulación normal.
Una válvula de desahogo (fig. 1-9) es de acciónautomática para tener regulación automática de la presión. El uso principal de esta válvula es para servicio no comprimible y se abre con lentitud conforme aumenta la presión, para regularla.
La válvula de seguridad es similar a la válvula de desahogo y se abre con rapidez con un "salto" para descargar la presión excesiva ocasionada por gases o líquidos comprimibles.
El tamaño de las válvulas de desahogo es muy importante y se determina mediante formulas especificas.
Figura 1-9 Válvula de desahogo (alivio).
Sistemas en donde se necesita una gama predeterminada de presiones.
Agua caliente, vapor de agua, gases, vapores.
  • Bajo costo.
  • No se requiere potencia auxiliar para la operación.
  • Seguridad, desahogo de seguridad.
  • Construcción con diafragma para válvulas utilizadas en servicio corrosivo.
Cuerpo: hierro fundido, acero al carbono, vidrio y TFE, bronce, latón, camisa de TFE, acero inoxidable, Hastelloy, Monel.
Componentes: diversos.
Se debe instalar de acuerdo con las disposiciones del CódigoASME para recipientes de presión sin fuego.
Se debe instalar en lugares de fácil acceso para inspección y mantenimiento.
Nivel.
Es la distancia existente entre una línea de referencia y la superficie del fluido, generalmente dicha línea de referencia se toma como fondo del recipiente.
Métodos de medición.
Como se menciono anteriormente el nivel es la variable que puede ser medida mas fácilmente, pero existen otros factores, tales como viscosidaddel fluido, tipo de medición deseada, presión, si el recipiente esta o no presurizado, que traen como consecuencias que existan varios métodosy tipos de instrumentos medidores del nivel. El medidor de nivel seleccionado dependerá de nuestras necesidades o condiciones de operación.
Los métodos utilizados para la medición del nivel de líquidos, básicamente pueden ser clasificados en: Métodos de medición directa y método de medición indirecta.
Métodos de medición indirecta:
Estos tipos de instrumentos se utilizan generalmente para llevar la medición a sitios remotos o para el control de nivel, aunque también pueden utilizarse como un indicador directo. Están compuestos principalmente por un desplazador, una palanca y un tubo de torsión.
La figura (a) muestra los componentes básicos de uno de estos medidores. Como podemos observar, el objetivo principal de estos componentes, es convertir el movimiento vertical del desplazador en un movimiento circular del tubo de torsión.
Figura (a)
El principio de funcionamiento se basa en el principio de Arquímedes y puede resumirse de la siguiente manera: el peso del desplazador ejerce una fuerza sobre el tubo de torsión, pero al subir el nivel, el desplazador desplaza más líquido y este ejercerá una fuerza o empuje sobre el desplazador, el cual se vuelve más liviano. Esto trae como consecuencia que el tubo de torsión gire debido a la disminución de la torsión, que el desplazador ejerce sobre el. Este giro es aprovechado acoplándose una aguja, la cual indicara el nivel directamente.
Al estudiar el objetivo referente a presión, deducimos un formula por la cual se estableció que la presión en cualquier punto debajo de la superficie del liquido, depende solamente de la profundidad a la cual se encuentre el punto en cuestión y el peso especifico del liquido, es decir, que . Como se recordara, esta presión es conocida como presión hidrostática.
Existen varios tipos de medidores de nivel que trabajan y operan bajo este principio, de los cuales los más comunes son:
Sistema básico o Manómetro.
Entre los medidores de nivel actuados por presión hidrostática, el sistema básico o manómetro es el más sencillo. Consta solamente de un manómetro y en el caso de que el líquido cuyo nivel se desea medir, sea corrosivo o viscoso, es necesario, además del manómetro, un equipo de sello con la finalidad de aislar el instrumento de dicho fluido.
El manómetro puede ser uno convencional, con la diferencia de que la escalaen lugar de ser graduada en unidades de presión, es graduada en unidades de nivel.
Medidor de nivel mediante Presión Hidrostática
La figura 2-1 muestra una caja de diafragma Foxboro. Esta caja se sumerge en el líquido que se va a medir, y un capilar lleno de aire se extiende desde ella hasta el instrumento. La deflexión del diafragma, que se produce por la altura del líquido, provoca que el aire que contiene el capilar se comprima. El instrumento que recibe el aire del capilar responde indicando la altura del liquido que esta ejerciendo presión en el diafragma. La caja se construye en dos secciones, entre estas esta colocado el diafragma de caucho, o de una composición sintética resistente al aceite.
Figura 2-1 Diafragma-caja medidor de nivel de líquidos
(Cortesía de Foxboro Co.).
Para la medición de niveles en tanques al vació o bajo presión pueden utilizarse los instrumentos de medición del flujo por métodos de presión diferencial. La única diferencia es que el instrumento dará una lecturainversa; es decir, cuando señale caudal cero en medidas de flujo, se leerá nivel máximo en medidas de nivel. Deben tomarse precauciones para obtener la correspondiente respuesta del instrumento. Por ejemplo, es posible utilizar medidores de rango compuesto. Como estos instrumentos están diseñados para permitir el flujo en ambas direcciones, es posible utilizarlos para mediciones de nivel de líquido, teniendo la posición de cero en el interior de la grafica, moviéndose la pluma hacia su borde con el aumento de nivel.
El principio de funcionamiento se basa en aplicarle al instrumento la presión existente en la superficie del liquido en ambas conexiones con la finalidad de anularla y que la presión detectada, sea la presión hidrostática, la cual como se ha visto, la podemos representar en unidades de nivel.
Las mediciones de nivel que se basan en la presión que ejerce un líquido por su altura, implican que la densidadsea constante. El instrumento se debe calibrar para una densidad específica y cualquier cambio en ella trae consigo errores de medición. El método más simple para medir el nivel de un líquido en un recipiente abierto, es conectar un medidor de presión por debajo del nivel mas bajo que se va a considerar. Este nivel es, entonces, el de referencia y la presión estática indicada por el medidor es una medida de la altura de la columna del líquido sobre el medidor, y por lo tanto del nivel del líquido. El medidor de presión, cuando se usa para mediciones de nivel de líquidos, se calibra en unidades de presión, en unidades de nivel de líquido correspondientes a la gravedad específica del líquido, o en unidades volumétricas calculadas según las dimensiones del recipiente. También se puede calibrar de 0 a 100, lo que permite lecturas en términos de tanto por ciento de nivel máximo. Para que el medidor lea cero cuando el liquido esta en su nivel mínimo, a través del elemento accionador debe haber una línea horizontal aproximadamente al mismo nivel que la línea de centros de la toma de la tubería de mínimo nivel. En el medidor se pueden usar tornillos de ajuste a cero para compensar pequeñas diferencias. Para controlar el límite, el medidor de presión puede ser un controlador, o puede estar ligado a un interruptor de presión. Cuando no se requiere una indicación de nivel, este último es suficiente.
Cuando no se puede usar un diafragma, se puede instalar una caja sin este. Esto requiere que el líquido se encuentre libre de sólidos, que pueden obstruir el capilar. El líquido, mientras sube en la caja comprime el aire del capilar y el instrumento da la respuesta correspondiente.
Método de equilibrio de presión de aire
Este método se prefiere, normalmente, al de caja de diafragma si se dispone de aire o liquido para purga, aunque se puede aceptar un bombeo manual. Se puede aplicar ya sea desde lo alto del depósito o de las paredes laterales.
Un ejemplo del tipo de duplicador de presión es el transmisor de nivel de líquidos fabricado por la TaylorInstruments Company, y que se muestra en la figura 2-2. Este convierte la presión de la altura del líquido en una señal de aire que se transmite a un instrumento medidor de presión como receptor. La vista de la sección transversal, muestra al transmisor en la posición en la que se monta en le fondo del tanque, con la columna de agua cargando sobre el diafragma. Una tubería suministra aire al medidor de nivel a una presión de 3 a 5 psi, mas elevada que la correspondiente a la columna de líquido para nivel máximo. Otra tubería transmite la presión señal de nivel salida del medidor, a un receptor a distancia.
Figura 2-2 Transmisor de nivel de líquido
(Cortesía de Taylor Instrument Co.).
Métodos de medición directa:
Consiste en una varilla o regla graduada, de la longitud conveniente para introducirla dentro del depósito. La determinación del nivel se efectúa por lectura directa de la longitud mojada por el líquido. En el momento de la lectura el tanque debe estar abierto a presión atmosférica. Se utiliza generalmente en tanques de fuel oil o gasolina.
Medidor de sonda

Es el método de medir nivel por medio de cintas. El instrumento esta compuesto por tres partes principales que son: el carrete, la cinta graduada y un peso o plomada.
La plomada sirve para que se mantenga la cinta tensa al penetrar en el líquido. Para medir el nivel se deja que la cinta baje lentamente hasta que la plomada toque el fondo del recipiente. Unas ves que la plomada toca el fondo se empieza a recoger la cinta con el carrete, hasta que aparezca la parte donde el líquido ha dejado la marca que indica su nivel.
Otra forma simple y quizás la mas común de medir el nivel, es por medio del indicador de cristal. Estos tipos de indicadores sirven para varias aplicaciones y se pueden utilizar tanto para recipientes abiertos como para cerrados.
El indicador consiste de un tubo de vidrio, en el caso del indicador de bajas presiones y de un vidrio plano en el caso del indicador para altas presiones, montadas entre dos válvulas, las cuales se utilizan para sacar de servicio el indicador sin necesidad de parar el proceso.
Los instrumentos que utilizan un flotador-boya no dependen de la presión estática para medir el nivel de líquidos. De todos modos la presión estática debe tomarse en cuenta al proyectar el flotador; ya que siendo este hueco, ha de construirse lo suficientemente robusto como para soportarla sin deformarse.
El flotador se suspende de una cinta sometida a leve tensión. Conforme aquel se desplaza arriba o abajo, siguiendo el nivel del líquido, arrastra la cinta la cual hace girar una rueda catalina. La figura 2-3, muestra un transmisor de nivel de liquido Shand & Jurs que acoplado a un captador como el descrito convierte la posición de flotador en impulsos eléctricos. Los pulsos representan la información de nivel y se transmiten a estaciones de control remotas, para su lectura.
Figura 2-3 Esquema de un transmisor de nivel de líquidos.
(Cortesía de Shand & Jurs).

Flujo.
Es la cantidad de fluido que pasa a través de la sección por unidad de tiempo. Por ejemplo, en cierta tubería puede haber un régimen de flujo de 100 galones de agua por minuto. Esto quiere decir que durante cada minuto que transcurre pasan 100 galones de agua. Si se considera el numero de galones que van a pasar a partir de cierto momento, después de dos minutos 200 galones, etc. Si el régimen de flujo se mantiene con el mismo valor, después de cierto tiempo habrá pasado un numero total de galones igual al régimen de flujo multiplicado por el tiempo transcurrido; por ejemplo, después de 15 minutos habrán pasado 100 x 15 = 1.500 galones.
Al contrario dividiendo el número total de galones entre el tiempo, se obtiene el régimen de flujo. En el ejemplo anterior 1.500/15 = 100 gal/min.
La cantidad de cierto líquido, gas o vapor se puede medir en unidades de masa, y el régimen de flujo en unidades de masa por unidad de tiempo, por ejemplo, en libras por hora. De hecho, en la práctica se utilizan dichas unidades, especialmente cuando se trata de vapor de agua.
Pero con mucha frecuencia se mide la cantidad de un fluido en unidades de volumeny el régimen de flujo en unidades de volumen por unidad de tiempo, por ejemplo, galones por minuto, barriles por día, pies cúbicos por hora. Generalmente la cantidad de agua se mide en galones a 60 °F, la de otros líquidos manejados en la industria del petróleo, en barriles a 60 °F; la cantidad de gas en pies cúbicos a 60 °F y 14.7 lb/plg.
El medidor de flujo doble consta de dos manómetros que se montan en la parte posterior de un instrumento sencillo, siendo posible para ambos registrar sobre la misma grafica. Este montaje es a veces muy útil para mantener condiciones de equilibrio entre dos caudales.
El medidor de flujo de doble rango. Consiste en un captador de caudal conectado a dos tubos de rango, como se muestra en la figura 3-1 que representa la versión de las Taylor Instruments Company. Su propósito es contrarrestar la poca sensibilidad que presenta un captador de presión diferencial, en la parte baja de la escala de caudal. Para ello se disponen sobre el mismo captador dos cámaras de rango o escala; la primera actúa entre 0 y el 25 % del caudal y la otra lo hace entre el 25 % y el 100 %.
Figura 3-1 Vista posterior de un medidor de doble rango.
(Cortesía de Taylor Instrument Co.).
Los captadores hasta ahora descritos transmiten el desplazamiento del flotador o la inclinación de la balanza tórica, por medio de juegosde palancas, levas, u otro dispositivo mecánico, a un eje que gira arrastrando la pluma del registrador. Este eje ha de salir al exterior atravesando la pared de la cámara del flotador, que esta bajo presión. Esto se consigue por medio de una chumacera o cojinete estanco que, para no falsear la medida ha de producir el mínimo rozamiento posible sobre el eje.
Se utilizan frecuentemente sistemas de medida de caudal con transmisión eléctrica, cuando el instrumento de medida o registro se localiza lejos del elemento primario. Para ello se dispone de varios métodos.
El método de conductividad es utilizado por la Republic Flow Meters Company. Se utiliza la elevación del nivel del mercurio en la rama de baja presión de un tubo U para variar la resistencia de un circuito eléctrico (fig. 3-2). La corriente eléctrica que fluye por este circuito será, por tanto, funciónde la presión diferencial aplicada al cuerpo medidor y en consecuencia función de la velocidad del fluido que atraviesa el elemento primario.
Figura 3-2 Esquema del método de conductividad.
Los captadores de caudal de este tipo utilizan un reten en lugar de la placa con orificio u otra restitución del flujo. Miden la fuerza con que la corriente fluida choca contra una superficie interpuesta en su camino, como se muestra en la figura 3-3, para un captador fabricado por la Foxboro Company. El reten, de forma circular y bordes afilados, apropiado para el margen de caudal a medir, se fija al extremo bajo de la barra de fuerza y queda exactamente centrado con la tubería.
El empuje que el fluido ejerce sobre el reten tiende por medio de la barra de fuerza, a variar la distancia entre la tapa o paleta y la tobera, lo que provoca la variación de la presión de aire en el relevador, en los fuelles de retroalimentación y en la salida de señal hacia el receptor.
Figura 3-3 Medidor de reten (cortesía de Foxboro Co.).
Cuando el fluido se mueve en canales abiertos, se utilizan otros mediosde medición. Generalmente se requiere algún tipo de vertedero o angostura, que proporcionan restricciones al paso del fluido. En la figura 3-4 se muestra un vertedero de compuerta cortada en V, que puede utilizarse hasta caudales de 6000 galones por minuto; la abertura rectangular de lazos se recomienda para caudales mayores. Cuando las pérdidas de altura deben ser mínimas o si el líquido medio contiene considerables cantidades de sólidos, sedimentos, etc., se prefiere una angostura. Una de las formas que más se utiliza es la angostura Parshall que se muestra en la figura 3-5.
Figura 3-4 Instalación de angostura Parshall. (Cortesía de Foxboro Co.)
Figura 3-5 Vertedero cortado en V. El corte rectangular se muestra con líneas punteadas.
(Cortesía de Foxboro Co.)
Los medidores de desplazamiento positivo son esencialmente instrumentos de cantidad de flujo. Se utilizan frecuentemente para medida de líquidos en procesos discontinuos. Para procesos continuos se prefieren los instrumentos de caudal.
El instrumento de desplazamiento positivo, toma una cantidad o porción definida del flujo, y la conduce a través de un medidor, luego produce con la siguiente torsión y así sucesivamente. Contando las porciones pasadas por el medidor se obtiene la cantidad total pasada por este. La exactitud de los medidores de desplazamiento positivo es alta, generalmente entre 0,1 y 1 %.
Estos medidores tienen una hélice u otro elemento giratorio, que es accionado por la corriente de fluido y transmite su movimiento, por engranajes, al contador. Miden la velocidad del fluido y la corriente en medidas de flujo. La figura 3-6 muestra el medidor sparling accionado magnéticamente: fabricado por Hersey-Sparling Meter Co., y del que se dispone de modelos para medidas de flujo en tuberías desde 12,25 hasta 61 cm. También se dispone de otros tipos de medidores para tuberías hasta 183 cm. Una de las ventajas de estos aparatos es la pequeña caída de presión que provocan; por ejemplo, en líneas de tubería de 20,3 cm o más, la perdida es generalmente menor que 7,6 cm de columna de agua, a velocidades normales. Generalmente el propulsor ocupa aproximadamente ocho décimas partes del diámetro de la tubería y se disponen de estas paletas rectas con el fin de reducir la tubería y asegurar un flujo suave a través del propulsor.
El medidor de flujo que fabrica la Gulton Industries, responde a la deflexión de las ondas ultrasónicas transmitidas a través de una corriente fluida. Un transmisor que genera sonidoultrasónico, se monta en el exterior de una tubería colocando a distancias determinadas, aguas arriba y abajo, sendos receptores de ultrasonidos opuestos al emisor. En condiciones de no-flujo, ambos receptores reciben igual cantidad de energía ultrasónica y generan tensiones iguales. En condiciones de flujo (en cualquier sentido) las ondas ultrasónicas se deflectan y como resultado los receptores generan voltajes distintos. Comparando ambos voltajes, se tiene indicación del sentido y la magnitud del flujo.
Los medidores de masa de flujo diferentes de los demás en que miden directamente el peso del flujo y no su volumen. El medidor de masa de flujo de la General Eléctrica mide flujos gaseosos o líquidos, por ejemplo, expresándolos directamente en libras y, por tanto no le afectan las variaciones de presión, temperatura ni densidad del fluido. La unidad completa incluye cuatro componentes básicos: el elemento sensible a la velocidad del flujo, el mecanismo del giroscopio integrador, el registrador ciclométrico y el accionador de contactos.

Bombas:

Siempre que tratemos temas como procesosquímicos, y de cualquier circulación de fluidos estamos, de alguna manera entrando en el tema de bombas.
El funcionamiento en si de la bomba será el de un convertidor de energía, o sea, transformara la energía mecánica en energía cinética, generando presión y velocidad en el fluido.
Existen muchos tipos de bombas para diferentes aplicaciones.
Los factores más importantes que permiten escoger un sistema de bombeo adecuado son: presión última, presión de proceso, velocidad de bombeo, tipo de gases a bombear (la eficiencia de cada bomba varía según el tipo de gas).
2. Bombas 
Las bombas se clasifican en tres tipos principales:
  • De émbolo alternativo.
  • De émbolo rotativo.
  • Rotodinámicas.
Los dos primeros operan sobre el principio de desplazamiento positivo, es decir, que bombean una determinada cantidad de fluido (sin tener en cuenta las fugas independientemente de la altura de bombeo).
El tercer tipo debe su nombre a un elemento rotativo, llamado rodete, que comunica velocidad al líquido y genera presión. La carcaza exterior, el eje y el motorcompletan la unidad de bombeo.
En su forma usual, la bomba de émbolo alternativo consiste en un pistón que tiene un movimiento de vaivén dentro de un cilindro.
Un adecuado juego de válvulas permite que el líquido sea aspirado en una embolada y lanzado a la turbina de impulsión en la siguiente.
En consecuencia, el caudal será intermitente a menos que se instalen recipientes de aireo un número suficiente de cilindros para uniformar el flujo.
Aunque las bombas de émbolo alternativo han sido separadas en la mayoría de los campos de aplicación por las bombas rotodinámicas, mucho más adaptables, todavía se emplean ventajosamente en muchas operacionesindustriales especiales.
Las bombas de émbolo rotativo generan presión por medio de engranajes o rotores muy ajustados que impulsan periféricamente al líquido dentro de la carcaza cerrada.
El caudal es uniforme y no hay válvulas. Este tipo de bombas es eminentemente adecuado para pequeños caudales (menores de 1 pie3/s y el líquido viscoso). Las variables posibles son muy numerosas.
La bomba rotodinámica es capaz de satisfacer la mayoría de las necesidades de la ingeniería y su uso está muy extendido.
Su campo de utilización abarca desde abastecimientos públicos de agua, drenajes y regadíos, hasta transporte de hormigón o pulpas.
Los diversos tipos se pueden agrupar en:
  1. Centrífugos.
Son el tipo más corriente de bombas rotodinámicas, y se denomina así porque la cota de presión que crean es ampliamente atribuible a la acción centrífuga.
Pueden estar proyectadas para impulsar caudales tan pequeños como 1 gal/min. o tan grandes como 4.000.000 gal/min, mientras que la cota generada puede variar desde algunos pies hasta 400. El rendimiento de las de mayor tamaño puede llegar al 90%.
El rodete consiste en cierto número de álabes curvados en direccióncontraria al movimiento y colocados entre dos discos metálicos. El aguaentra por el centro u ojo del rodete y es arrastrada por los álabes y lanzada en dirección radial. Esta aceleración produce un apreciable aumento de energía de presión y cinética. A la salida, el movimiento del fluido tiene componentes radial y transversal.
Para que no haya una pérdida notable de energía, y por tanto de rendimiento, es esencial transformar en la mayor medida posible la considerable cota cinemática a la salida del rodete en la más útil cota de presión.
Normalmente, esto se consigue construyendo la carcaza en forma de espiral, con lo que la sección del flujo en la periferia del rodete va aumentando gradualmente.
Para caudales grandes se usa el rodete de doble aspiración, que es equivalente a dos rodetes de simple aspiración ensamblados dorso con dorso; esta disposición permite doblar la capacidad sin aumentar el diámetro del rodete.
Es más cara de fabricar, pero tiene la ventaja adicional de solucionar el problema del empuje axial.
En ambos casos, las superficies de guía están cuidadosamente pulimentadas para minimizar las pérdidas por rozamiento.
El montaje es generalmente horizontal, ya que así se facilita el acceso para el entretenimiento. Sin embargo, debido a la limitación del espacio, algunas unidades de gran tamaño se montan verticalmente.
Las proporciones de los rodetes varían dentro de un campo muy amplio, lo que permite hacer frente a una dilatada gama de condiciones de funcionamiento.
Por ejemplo, los líquidos con sólidos en suspensión (aguas residuales) pueden ser bombeados siempre que los conductos sean suficientemente amplios.
Inevitablemente habrá alguna disminución de rendimiento.
Para que la bomba centrífuga esté en disposición de funcionar satisfactoriamente, tanto la tubería de aspiración como la bomba misma, han de estar llenas de agua.
Si la bomba se encuentra a un nivel inferior a la del agua del pozo de aspiración, siempre se cumplirá esta condición, pero en los demás casos hay que expulsar el aire de la tubería de aspiración y de la bomba y reemplazarlo por agua; esta operación se denomina cebado.
El mero giro del rodete, aún a alta velocidad, resulta completamente insuficiente para efectuar el cebado y sólo se conseguirá recalentar los cojinetes.
Los dos métodosprincipales de cebado exigen una válvula de retención en la proximidad de la base del tubo de aspiración, o en las unidades mayores, la ayuda de una bomba de vacío.
En el primer caso, se hace entrar el agua de la tubería de impulsión o de cualquier otra procedencia, en el cuerpo de bomba y el aire es expulsado por una llave de purga
Fig.: Bomba del tipo Centrifuga
Se ha desarrollado una bomba centrífuga, la cual fue concebida, teniendo como objetivos un rendimiento de trabajoque sea óptimo, una gran variedad de aplicaciones y una fácil Mantención del equipo.
El cuerpo húmedo de esta bomba, está fabricado en un polímero de grandes cualidades mecánicas y de excelente resistencia química.
Estos materiales evitan las incrustaciones de partículas, y además no son afectados por problemas de cavitación.
Las aplicaciones de esta bomba son de óptimo rendimiento en PLANTASDE ACIDO, AGUA DE COLA, AGUAS MARINAS, y en general en lugares con gran concentración de CORROSIVOS. Además tiene una muy buena aplicación en la INDUSTRIA ALIMENTICIA dado que no contamina los productos.
Las bombas están disponibles en materiales del acerotermoplástico e inoxidable, diseños del mecanismo impulsor para las aplicaciones horizontales y verticales.
La construcción rugosa proporciona una resistencia excelente al productoquímico y a la corrosión.
Las aplicaciones típicas son proceso químico, laminado de metal, piezas que lavan sistemas, fabricación de la tarjeta de circuito impresa, foto que procesa, productos farmacéuticos, semiconductores, etc.
  1. Para alturas superiores a 200 pies se emplean normalmente bombas múltiples o bombas de turbina.
    Este tipo de bomba se rige exactamente por el mismo principio de la centrífuga y las proporciones del rodete son muy semejantes.
    Consta de un cierto número de rodetes montados en serie, de modo que el agua entra paralelamente al eje y sale en dirección radial.
    La elevada energía cinética del agua a la salida del rodete se convierte en energía de presión por medio de una corona difusora formada por álabes directores divergentes. Un conducto en forma de S conduce el agua en sentido centrípeto hacia el ojo del rodete siguiente.
    El proceso se repite en cada escalonamiento hasta llegar a la salida. Si se aplica un número suficiente de escalonamientos, puede llegarse a obtener una cota de 4.000 pies. De hecho, la cota máxima vendrá probablemente dictada por el     costo de reforzamiento de la tubería más que por cualquier limitación de la bomba. 
    A) B)  
    Fig.: Bombas de turbina: A) Bomba de Turbina Vertical para Agua Pesada.
    B) Bomba de Agua con Turbina Vertical     
  2. Múltiples.
    Son del tipo múltiple, con montaje vertical y diseñadas especialmente para la elevación del agua en perforaciones angostas, pozos profundos o pozos de drenaje.
    Resultan adecuadas para perforaciones de un diámetro tan pequeño como 6 pulg. y con mayores diámetros son capaces de elevar cantidades de agua superiores a un millón de galones por hora desde profundidades de hasta 1.000 pies.
    Normalmente se diseñan los rodetes de forma que lancen el agua en dirección radial-axial, con objeto de reducir a un mínimo el diámetro de perforación necesario para su     empleo.
    La unidad de bombeo consiste en una tubería de aspiración y una bomba situada bajo el nivel del agua y sostenida por la tubería de impulsión y el árbol motor. Dicho árbol ocupa el centro de la tubería y está conectado en la superficie al equipo motor.
    Cuando la cantidad de agua que se ha de elevar es pequeña o moderada, a veces es conveniente y económico colocar la unidad completa de bombeo bajo la superficie del agua.
    Así se evita la gran longitud del árbol, pero en     cambiose tiene la desventaja de la relativa inaccesibilidad del motor a efectos de su entretenimiento. 
  3. De columna.
    Este tipo de bomba es muy adecuado cuando hay que elevar un gran caudal a pequeña altura.
    Por esto, sus principales campos de empleo son los regadíos, el drenaje de terrenos y la manipulación de aguas residuales.
    El rendimiento de esta bomba es comparable al de la centrífuga. Por su mayor velocidad relativa permite que la unidad motriz y la de bombeo sean más pequeñas y por tanto más baratas.
    La altura máxima de funcionamiento oscila entre 30 y 40 pies. Sin embargo, es posible conseguir mayores cotas mediante 2 ó 3 escalonamientos, pero este     procedimiento raramente resulta económico. Para grandes bombas se adopta generalmente el montaje vertical, pasando el eje por el centro de la tubería de salida
    El rodete es de tipo abierto, sin tapas, y su forma es análoga a la de una hélice naval.
    El agua entra axialmente y los álabes le imprimen una componente rotacional, con lo que el camino por cada partícula es una hélice circular.
    La cota se genera por la acción impulsora o de elevación de los álabes, sin que intervenga el efecto centrífugo.
    La     misiónde los álabes fijos divergentes o álabes directores es volver a dirigir el flujo en dirección axial y transformar la cota cinemática en cota de presión.
    Para evitar la creación de condiciones favorables al destructivo fenómeno de favitación, la bomba de flujo axial se ha de proyectar para poca altura de aspiración.
    De hecho, es preferible adoptar en la que el rodete permanezca siempre sumergido, ya que así la bomba estará siempre cebada y lista para comenzar a funcionar.
    El objeto del sifón es evitar el     riesgo de que se averíe la válvula de retención, que de otro modo tendría lugar una inversión del flujo en la tubería, con lo que la bomba funcionaría como una turbina.
    La acción sifónica se interrumpe mediante una válvula de mariposa.
    Esta válvula está en ligero     equilibrio hacia la posición de abierta y en el instante en que cesa el bombeo, la válvula se abre y entra el aire, con lo que se evita la inversión del flujo.
    La estación de bombeo puede automatizarse por medio de electrodos inmersos en el pozo de aspiración para controlar el funcionamiento de la bomba.
    A) B)
    Fig.: A) Bomba de flujo axial, B) Bomba de Flujo Mixto 
  4. De flujo axial.
  5. De flujo mixto.
La bomba de flujo mixto ocupa una posición intermedia entre la centrífuga y la de flujo axial.
El flujo es en parte radial y en parte axial, siendo la forma del rodete acorde con ello.
La trayectoria de una partícula de fluido es una hélice cónica. La cota que se consigue puede ser hasta de 80 pies por rodete, teniendo la ventaja sobre la bomba axial de que la potenciaque ha de suministrar el motor es casi constante aunque se produzcan variaciones considerables de cota.
La recuperación de la cota de presión se consigue mediante un difusor, un caracol o una combinación de ambos.
f) de paleta
Existen varios tipos de bombas de paletas, ellas podrán ser:
  • 1.- De paletas deslizantes, con un número variante de ellas montadas en un rotor ranurado. Según la forma de la caja se subdividen en bombas de simple, doble o triple cámara, si bien raramente se emplean tales denominaciones. La mayoría de las bombas de paletas deslizantes son de una cámara. Como estas máquinasson de gran velocidad de capacidades pequeñas o moderadas y sirven para fluidos poco viscosos, se justifica el siguiente tipo de clasificación.
  • 2.- Bomba pesada de paleta deslizante, con una sola paleta que abarca todo el diámetro. Se trata de una bomba esencialmente lenta, para líquidos muy viscosos.
  • 3.- Bombas de paletas oscilantes, cuyas paletas se articulan en el rotor. Es otro de los tipos pesados de bomba de paleta.
  • 4.- Bombas de paletas rodantes, también con ranuras en el rotor pero de poca profundidad, para alojar rodillos de elastómero en el lugar de paletas, se trata de un modelo patentado.
  • 5.- Bomba de leva y paleta, con una sola paleta deslizante en una ranura mecanizada en la caja cilíndrica y que, al mismo tiempo, encaja en otra ranura de un anillo que desliza sobre un rotor accionado y montado excéntricamente. El rotor y los anillos que ejercen el efecto de una leva que inicia el movimiento de la paleta deslizante. Así se elimina el rascado de las superficies. Se trata de una forma patentada que se emplea principalmente como bomba de vacío.
  • 6.- Bomba de paleta flexible, que abrazan un rotor de elastómero de forma esencial giratorio dentro de una caja cilíndrica. En dicha caja va un bloque en media luna que procura un paso excéntrico para el barrido de las paletas flexibles de rotor.
g) de tornillo
Las bombas de tornillo son un tipo especial de bombas rotatorias de desplazamiento positivo, en el cual el flujo a través de los elementos de bombeo es verdaderamente axial.
El líquido se transporta entre las cuerdas de tornillo de uno o más rotores y se desplaza axialmente a medida que giran engranados.
La aplicación de las bombas de tornillo cubren una gama de mercados diferentes, tales como en la armada, en la marina y en el serviciode aceites combustibles, carga marítima, quemadores industriales de aceite, servicio de lubricación de aceite, procesos químicos, industria de petróleoy del aceite crudo, hidráulica de potencia para la armada y las máquinas - herramientas y muchos otros.
La bomba de tornillo puede manejar líquidos en una gama de viscosidad como la melaza hasta la gasolina, así como los líquidos sintéticos en una gama de presiones de 50 a 5.000 lb/pulg2 y los flujos hasta de 5.000 gpm.
Debido a la relativamente baja inercia de sus partes en rotación, las bombas de tornillo son capaces de operar a mayores velocidades que otras bombas rotatorias o alternativas de desplazamiento comparable.
Algunas bombas de lubricación de aceite de turbina adjunta operan a 10.000 rpm y aún mayores. Las bombas de tornillo, como otras bombas rotatorias de desplazamiento positivo son de autocebado y tienen una característica de flujo que es esencialmente independiente de la presión.
La bomba de tornillo simple existe sólo en número limitado de configuraciones. La rosca es excéntrica con respecto al eje de rotación y engrana con las roscas internas del estator (alojamiento del rotor o cuerpo).
Alternativamente el estator está hecho para balancearse a lo largo de la línea de centros de la bomba.
Las bombas de tornillos múltiples se encuentran en una gran variedad de configuraciones y diseños. Todos emplean un rotor conducido engranado con uno o más rotores de sellado. Varios fabricantes cuentan con dos configuraciones básicas disponibles, la construcción de extremo simple o doble, de las cuales la última es la más conocida.
Como cualquier otra bomba, hay ciertas ventajas y desventajas en las características de diseñode tornillo. Estos deben de reconocerse al seleccionar la mejor bomba para una aplicación particular.
Entre algunas ventajas de este tipo tenemos:
Amplia gama de flujos y presiones.
  1. Amplia gama de líquidos y viscosidad.
  3. Posibilidad de altas velocidades, permitiendo la libertad de seleccionar la unidad motriz.
  4. Bajas velocidades internas.
  5. Baja vibración mecánica, flujo libre de pulsaciones y operaciones suaves.
  6. Diseño sólido y compacto, fácil de instalar y mantener.
  7. Alta tolerancia a la contaminación en comparación con otras bombas rotatorias.
 Entre algunas desventajas de este tipo tenemos: 
  1. Costo relativamente alto debido a las cerradas tolerancias y claros de operación.
  3. Características de comportamiento sensibles a los cambios de viscosidad.
  4. La capacidad para las altas presiones requiere de una gran longitud de los elementos de bombeo.
h) de diafragma
En la bomba de simple diafragma, este es flexible, va sujeto a una cámara poco profunda y se mueve por un mecanismo unido a su centro. Con el mando hidráulica del diafragma, mediante impulsos de presión iniciados en una cámara de fluidos conectada a un lado del diafragma, se consigue el mismo funcionamiento. Por tanto, los tipos principales de bombas de diafragma son:
  • 1.- De mando mecánico.
  • 2.- De mando hidráulica.
En las últimas, la citada presión pulsatoria deriva normalmente de una bomba de pistón, con lo que se pueden designar como bombas de pistón diafragma.
i) de pozo profundo
Cada vez se utilizan mas de las bombas para gran profundidad, en lugar de las autocebado, de desplazamiento positivo para vaciado de fondos y aplicaciones análogas, cuando la bomba puede funcionar sumergida o cuando la interrupción de la descarga es temporal y ocurre solamente cuando las perturbaciones del nivel inferior del líquido son de importancia. Las principales ventajas a este tipo de bombas son:
1.- Funcionamiento mas fácilmente regulable.
2.- Gran capacidad y rendimiento y además, a grandes velocidades.
3.- Tolerancia ante los contaminantes en el fluido.
4.-Sumamente compacta , tanto en servicio vertical como en horizontal.
5.- Funcionamiento silencioso.
6.- Amplio campo de elección de un motor apropiado.
7.- Facilidad de drenaje automático o de desmontarla (vertical) para inspección o mantenimiento. La primera de estas ventajas puede ser fundamental cuando el fluido es peligroso.
La instalación de una bomba para gran profundidad no deja de presentar problemas.
Notablemente por el hecho de que suele suspender de una cubierta superior.
Aveces requiere una fijación rígida que la abrace e impida la flexión del tramo vertical colgante, bajo solicitaciones de vaivén.
Termometro:

El termómetro (del griego θερμός (termo) el cuál significa "caliente" y metro, "medir") es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales.
Inicialmente se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que se prefería el uso de materiales con elevado coeficiente de dilatación, de modo que, al aumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. El metal base que se utilizaba en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada.
El creador del primer termoscopio fue Galileo Galilei; éste podría considerarse el predecesor del termómetro. Consistía en un tubo de vidrio terminado en una esfera cerrada; el extremo abierto se sumergía boca abajo dentro de una mezcla de alcohol y agua, mientras la esfera quedaba en la parte superior. Al calentar el líquido, éste subía por el tubo.
La incorporación, entre 1611 y 1613, de una escala numérica al instrumento de Galileo se atribuye tanto a Francesco Sagredo[1] como a Santorio Santorio[2] , aunque es aceptada la autoría de éste último en la aparición del termómetro.
En España se prohibió la fabricación de termómetros de mercurio en julio de 2007, por su efecto contaminante.
En Argentina los termómetros de mercurio siguen siendo ampliamente utilizados por la población. No así en hospitales y centros de salud donde por regla general se utilizan termómetros digitales.

Escalas de temperatura
La escala más usada en la mayoría de los países del mundo es la centígrada (°C), también llamada Celsius desde 1948, en honor a Anders Celsius (1701-1744). En esta escala, el cero (0 °C) y los cien (100 °C) grados corresponden respectivamente a los puntos de congelación y de ebullición del agua, ambos a la presión de 1 atmósfera.
Otras escalas termométricas son:

Tipos de termómetros

 
Termómetro de gas a volumen constante.
  • Termómetro de mercurio: es un tubo de vidrio sellado que contiene un líquido, generalmente mercurio o alcohol coloreado, cuyo volumen cambia con la temperatura de manera uniforme. Este cambio de volumen se visualiza en una escala graduada. El termómetro de mercurio fue inventado por Fahrenheit en el año 1714.
  • Pirómetro: son utilizados en fundiciones, fábricas de vidrio, etc. Existen varios tipos según su principio de funcionamiento:[3]
    • Pirómetro óptico: se fundamentan en la ley de Wien de distribución de la radiación térmica, según la cual, el color de la radiación varía con la temperatura. El color de la radiación de la superficie a medir se compara con el color emitido por un filamento que se ajusta con un reostato calibrado. Se utilizan para medir temperaturas elevadas, desde 700 °C hasta 3.200 °C, a las cuales se irradia suficiente energía en el espectro visible para permitir la medición óptica.
    • Pirómetro de radiación total: se fundamentan en la ley de Stefan-Boltzmann, según la cual, la intensidad de energía emitida por un cuerpo negro es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta.
    • Pirómetro de infrarrojos: captan la radiación infrarroja, filtrada por una lente, mediante un sensor fotorresistivo, dando lugar a una corriente eléctrica a partir de la cual un circuito electrónico calcula la temperatura. Pueden medir desde temperaturas inferiores a 0 °C hasta valores superiores a 2.000 °C.
    • Pirómetro fotoeléctrico: se basan en el efecto fotoeléctrico, por el cual se liberan electrones de semiconductores cristalinos cuando incide sobre ellos la radiación térmica.
  • Termómetro de lámina bimetálica: Formado por dos láminas de metales de coeficientes de dilatación muy distintos y arrollados dejando el coeficiente más alto en el interior. Se utiliza sobre todo como sensor de temperatura en el termohigrógrafo.
  • Termómetro de gas: Pueden ser a presión constante o a volumen constante. Este tipo de termómetros son muy exactos y generalmente son utilizados para la calibración de otros termómetros.
  • Termómetro de resistencia: consiste en un alambre de algún metal (como el platino) cuya resistencia eléctrica cambia cuando varia la temperatura.
  • Termopar: un termopar es un dispositivo utilizado para medir temperaturas basado en la fuerza electromotriz que se genera al calentar la soldadura de dos metales distintos.
  • Termistor: Se detecta la temperatura con base a un termistor que varía el valor de su resistencia eléctrica en función de la temperatura. Un ejemplo son los termómetros que hacen uso de integrados como el LM35 (el cual contiene un termistor). Las pequeñas variaciones de tensión entregadas por el integrado son acopladas para su posterior procesamiento por algún conversor analógico-digital para convertir el valor de la tensión a un número binario. Posteriormente se despliega la temperatura en un visualizador.
Los termómetros digitales son aquellos que usan alguno de los efectos físicos mencionados anteriormente y donde luego se utiliza un circuito electrónico para medir la temperatura y luego mostrarla en un visualizador.

Termómetros especiales

Para medir ciertos parámetros se emplean termómetros modificados, tales como los siguientes:
  • El termómetro de globo, para medir la temperatura radiante. Consiste en un termómetro de mercurio que tiene el bulbo dentro de una esfera de metal hueca, pintada de negro de humo. La esfera absorbe radiación de los objetos del entorno más calientes que el aire y emite radiación hacia los más fríos, dando como resultado una medición que tiene en cuenta la radiación. Se utiliza para comprobar las condiciones de comodidad de las personas.
  • El termómetro de bulbo húmedo, para medir el influjo de la humedad en la sensación térmica. Junto con un termómetro ordinario forma un psicrómetro, que sirve para medir humedad relativa, tensión de vapor y punto de rocío. Se llama de bulbo húmedo porque de su bulbo o depósito parte una muselina de algodón que lo comunica con un depósito de agua. Este depósito se coloca al lado y más bajo que el bulbo, de forma que por capilaridad está continuamente mojado.
  • El termómetro de máxima y el termómetro de mínima son utilizado en meteorología, y para saber la temperatura más alta y la más baja del día.

Manometro:

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