La presión es la fuerza motriz detrás de los flujos volumétricos de líquido expresados en GPM (galones por minuto) como en cualquier sistema que fluye. Esto se deriva del trabajo pionero sobre las relaciones entre presión y flujo conceptualizado por primera vez por Daniel Bernoulli hace más de doscientos años. Hoy en día, el análisis detallado de los sistemas de flujo y gran parte de la instrumentación de flujo se basa en esta tecnología confiable. El cálculo de GPM instantáneos a partir de lecturas de presión diferencial es sencillo si la aplicación es una sección de tubería o un elemento de flujo de presión diferencial específico, como una placa de orificios.
Cálculo de GPM de la presión diferencial en una sección de tubería
Definir la aplicación de medición de flujo. En este ejemplo, el agua fluye hacia abajo a través de una tubería de acero Schedule 40 de 6 pulgadas desde un tanque de agua elevado cuyo nivel es de 156 pies sobre el suelo hasta un cabezal de distribución al nivel del suelo donde la presión mide 54 psi. Como el agua es impulsada puramente por presión estática de la cabeza, no se necesita bomba. Puede calcular GPM a partir de la presión diferencial a través de este tubo.
Determine la presión diferencial a través de los 156 pies de tubería vertical dividiendo la elevación de 156 pies por 2.31 pies por psi (libras por cuadrado). pulgadas) para producir 67.53-psi al inicio de la tubería. Al restar 54 psi de 67.53 psi, se obtiene una presión diferencial de 13.53 psi en 156 pies de la tubería de 6 pulgadas Schedule 40. Esto resulta en una presión diferencial de 100 pies /156 pies X 13.53 psi = 8.67 psi en 100 pies de tubería.
Busque los datos de pérdida de carga /flujo de la tabla para 6 pulgadas Horario de tubería de acero 40. Aquí, 1744 GPM de flujo da como resultado una presión diferencial de 8.5 psi.
Calcule el flujo real de GPM en su caso dividiendo 8.67 psi por 8.5 psi en la lista y extrayendo la raíz cuadrada del cociente, ya que la ecuación de D'Arcy-Weisbach en la que se basan los datos tabulares muestra que la presión varía según el cuadrado de la velocidad del flujo (y, por lo tanto, GPM). 8.67 /8.5 = 1.02. La raíz cuadrada de 1.02 = 1.099. Multiplique la proporción de flujo 1.099 por los 1744-GPM listados para producir 1761.35-GPM que fluye a través de su tubería de 6 pulgadas.
GPM por presión diferencial en una placa de orificios Calcule la proporción de 2500 completos GPM fluye a 150-in H2O cuando la placa de orificio solo produce 74.46-in H2O de presión diferencial. 74.46 /150 = 0.4964. Extraiga la raíz cuadrada de 0.4964, ya que el flujo varía proporcionalmente como la raíz cuadrada de la relación de presión. Esto da como resultado una proporción corregida de 0.7043, que cuando se multiplica por el flujo de rango completo de 2500 GPM, equivale a 1761.39 GPM. Este valor es razonable, ya que todo el flujo proviene del tubo de alimentación del cálculo de la Sección 1. TL; DR (Demasiado largo; No lo leyó) Uso de la presión diferencial más baja el rango posible en una aplicación dará como resultado una pérdida de presión menos permanente y mejorará el ahorro de energía en los sistemas de bombeo. Advertencia Siempre revise las aplicaciones de presión por un profesional para asegurarse de que los sistemas de tuberías no se rompan en casos de alta presión.
