Figura 1 Placas Orificios.
Consiste en una placa perforada instalada en una tubería. Dos tomas conectadas en la parte anterior y posterior de la placa, captan esta presión diferencial la cual es proporcional al cuadrado del caudal (usando los principios de Bernoulli y Venturi para relacionar la velocidad con la presión del fluido). La disposición de las tomas puede verse en la figura 2.
Figura 2 Disposición de las tomas de presión diferencial.
• Tomas en la brida (figura 2 (a)). Es bastante utilizada porque su instalación es cómoda ya que las tomas están taladradas en las bridas que soportan la placa y situadas a 1’’ de distancia de la misma.
• Tomas en la vena contraída (Figura 2 (b)). Se caracteriza en que la toma posterior esta situada en un punto donde la vena alcanza su diámetro más pequeño, lo cual depende de la razón de diámetros y se presenta aproximadamente a ½ φ de la tubería. La toma anterior se sitúa a 1 φ de la tubería.
• Tomas radiales son parecidas a las tomas de vena contraída, pero fijando siempre las tomas anterior y posterior a 1 y ½ φ de la tubería, respectivamente.
• Tomas en la cámara anular (figura 2 (c)). Aquí las tomas están situadas inmediatamente antes y después del diafragma y requieren el empleo de una cámara anular especial.
• Tomas en la tubería (figura 2 (d)). Las tomas anterior y posterior están situadas a 2½ y 8 φ, respectivamente. Se emplea cuando se desea aumentar el intervalo de medida de un medidor de caudal dado. La situación de las tomas está en un lugar menos sensible a la medida.
La exacta localización de las tomas de presión antes de la placa carece relativamente de importancia, ya que la presión en esa sección es bastante constante. De ½ φ antes de la placa en adelante hasta la placa, la presión aumenta gradualmente en apreciable magnitud; debajo de este valor la diferencia de presiones es despreciable.
Pero si en la toma de alta presión la localización no es de mayor importancia, si lo es en la de baja presión, ya que existe una región muy inestable después de la vena contracta (zona de estrangulación de la vena del líquido) que deberá ser evitada; y es esta la razón por la que se recomienda para tuberías menores de 2 pulgadas las tomas de placa. La estabilidad es restaurada a 8 diámetros después de la placa pero ya en este punto las presiones son afectadas por una rugosidad anormal en la tubería.
Figura 3 Presión en la vena contracta.
El orificio de la placa puede ser concéntrico, excéntrico o segmental, con un pequeño orificio de purga para los pequeños arrastres sólidos o gaseosos que pueda llevar el fluido (figura 4). La placa concéntrica se utiliza para líquidos, la excéntrica para los gases donde los cambios de presión implica condensación, y la segmentada para caudales de fluido que contengan una cantidad pequeña de sólidos y gases.
Figura 4 Formas de la placa orificio.
La presión diferencial en la placa orificio puede medirse con un tubo en U de mercurio o agua (figura 5 (a)) o transmitirse con los instrumentos convertidores o transmisores diferenciales (figura 5 (b)).
Figura 5 Medición de presión en placa orificio.
Ventajas de las placas orificios:
• Costo independiente del tamaño de la tubería.
• Salida repetible, aunque la placa tenga un daño
Principales desventajas:
• Alta perdida de presión (40-80%)
• Mantenimiento constante por incrustaciones en la placa y en las tomas de presión.
