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La corrección del perfil de velocidad es fundamental en la medición y análisis de flujos de fluidos.
Este proceso ajusta las lecturas de los medidores de flujo para considerar las variaciones en la velocidad del fluido a través de la sección transversal del conducto, asegurando una medición precisa. En esta guía, explicaremos qué es la corrección del perfil de velocidad, su importancia, métodos comunes para corregirlo, fórmulas útiles y mejores prácticas.
¿Qué es el Perfil de Velocidad?
El perfil de velocidad de un fluido describe cómo varía la velocidad del fluido en diferentes puntos de la sección transversal de un conducto o canal. En la mayoría de los casos, la velocidad no es uniforme debido a la fricción con las paredes del conducto y otros factores. En un flujo laminar, la velocidad es mayor en el centro y disminuye hacia las paredes, mientras que en un flujo turbulento, la distribución de la velocidad es más uniforme pero aún presenta variaciones significativas cerca de las paredes.
En un flujo laminar, el perfil de velocidad es parabólico y se describe por la ecuación:
donde:
-
v(r) es la velocidad a una distancia r del centro del tubo.
-
vmaxv es la velocidad máxima en el centro del tubo.
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R es el radio del tubo.
Para corregir el flujo total Q:
Factor de Corrección en Flujo Turbulento:
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En flujo turbulento, se utiliza un factor de corrección k que depende del perfil de velocidad medido y ajustado:
El factor k puede determinarse empíricamente o mediante simulaciones.
Existe otra manera de corregir el perfil de flujo a través del numero de Reynolds, esto es especialmente útil en equipos de medición de flujo por ultrasonido.
Factor de corrección del perfil (kh) frente al número de Reynolds para flujo completamente desarrollado en tuberías lisas:
X -> No. de Rynolds
Y -> kh (corrección de perfil de velocidad)
1 -> kh = 1 asíntota para perfil plano.
2 ->kh = 1/(1.119 - 0.011 log(Re)) para flujo turbulento.
3 -> kh = 0.75 para flujo laminar.
Debido a que en estudios realizados en laboratorios se ha determinado que en el caso del agua y para flujos o caudales con velocidades que van de (0.1 a 12) m/s el número de Reynolds oscila entre 10 000 Re y 5 000 000 Re, y considerando que, en la mayoría de los equipos, su flujo nominal es cercano a 2 m/s, se implementó la calculadora para la corrección en flujo turbulento. Cabe destacar que para obtener el kh también se requiere la herramienta para el cálculo del No. de Reynolds.
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