Placa orificio.
Tomas en las esquinas de la placa (corner taps).
En este caso las tomas de presión se hacen directamente en el borde de la placa perforando la brida. La figura F10 ilustra dos de las forma de realizar las tomas de presión, la primera mediante una cámara anular alrededor de la placa (1) y la segunda mediante agujeros independientes realizados con una pequeña inclinación (2). En el segundo caso el diámetro de los agujeros a debe estar entre 0,005 D y 0,03 D para β ≤ 0,65, y entre 0,1D y 0,02 D para β > 0,65. En todo caso este diámetro oscila entre 1 y 10 mm.
Figura F10. Tomas en las esquinas de la placa orificio
En cualquiera de las configuraciones antes mencionadas las tomas pueden hacerse con tomas individuales en una misma posición del tubo o mediante múltiples tomas alrededor del tubo, La configuración más común para las tomas múltiples es la denominada triple T, que se muestra en la figura F11.
Figura F11. Tomas múltiples
Existen además otras configuraciones de tomas para placas orificio, que a pesar de no ser consideradas por esta norma, suelen ser utilizadas, de estas disposiciones podemos citar:
Tomas en la vena contracta (vena contracta taps)
La toma de alta presión se localiza a 1 diámetro nominal de tubería antes de la placa y la toma de baja presión se localiza a una distancia después de la placa que dependa de la relación entre el diámetro del orificio y el de la tubería (β = d/D) como se muestra en la figura F12.
Figura F12. Distancia aguas bajo de la placa orificio a la cual se debe poner la toma
En la figura F13 se muestra una aproximación de la toma en la vena contraída.
Figura F13. Tomas en la vena contraída.
Esta forma de tomas de presión se usa cuando se desea la máxima presión diferencial para un mismo flujo.
Tomas en la tubería (pipe taps).
La toma de alta presión está localizada a 2 1/2 diámetros nominales antes de la placa y la toma de baja presión a 8 diámetros nominales después de la placa.
Se emplea en la medición de flujos de gases y es la que permite mayor estabilidad en la presión diferencial, en la figura F14 se observa este tipo de toma.
Figura F14. Tomas en la tubería
Forma del borde de la placa
El borde de la placa orificio lleva por lo general una forma especial con la finalidad de llevar al mínimo el contacto entre el fluido y la placa orificio. Esto se hace por lo general haciendo un chaflán a un ángulo de aproximadamente 45º en el borde del orificio de manera que el borde sea lo más estrecho posible, disminuyendo la resistencia de la placa.
El diámetro del orifico debe ser lo más exacto posible, ya que de este depende la exactitud del instrumento. Se admite generalmente una tolerancia del 0,1% del diámetro del orificio.
Límites de uso de la norma ISO-5167 para placa orificio
Las normas ISO para placa orificio son válidas dentro de los siguientes límites de uso:
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d ≥ 12,5 mm.
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50 mm ≤ D ≤ 1000 mm
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0,1 ≤ β ≤ 0,75
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Para tomas en la brida Re(D) ≥ 5000 y Re(D) ≥ 170(β^2)D. Con D en mm.
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Para las otras dos tomas Re(D) ≥5000 para 0,1 ≤ β ≤0,56 y Re(D) ≥ 16000(β^2) para β > 0,56.
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La rugosidad interna de la tubería debe satisfacer las especificaciones de las tablas 2 y 3.
Tabla F2. Máximo valor de 10^4 Ra/D
Tabla F3. Mínimo valor de 10^4 Ra/D (si aplica)
Coeficiente de descarga C de la norma ISO 5167
El coeficiente de descarga se calcula para placas orificio según la norma ISO-5167 mediante la ecuación F21:
(F21)
Cuando D < 71,12 mm se le debe adicionar el siguiente término:
El cálculo del área y del coeficiente M´2 se realiza mediante la expresiones F22 y F23:
(F22)
(F23)
Siendo:
(F24)
(F25)
Donde:
L1 es la relación entre la distancia desde la toma aguas arriba hasta la placa orificio (l1) y el diámetro de la tubería (D).
L’2 es la relación entre la distancia desde la toma aguas abajo hasta la placa orificio (l2) y el diámetro de la tubería (D).
Para tomas en las esquinas: L1 = L’2 = 0
Para tomas en D y D/2: L1 = 1; L’2 = 0,47
Para tomas en las bridas: L1 = L’2 = 25,4/D
Factor de expansión ε
El factor de expansión se puede calcular con la expresión empírica F26:
(F26)
Esta ecuación es aplicable siempre y cuando P2/P1≥0,75
La rangoabilidad de este instrumento esta entre 3:1 a 6:1.
Las ventajas y desventajas de la placa de orificio son:
Ventajas:
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Bajo costo.
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Fácil de fabricar.
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Fácil de instalar.
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No requiere de mantenimiento excesivo.
Desventajas:
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Su exactitud no es muy elevada, del orden de ± 1 a ± 2%.
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Sufren permanente desgaste debido a la erosión del fluido.