Procedimiento de calibración para Rotámetros

Este procedimiento de calibración para flujometros de área variable (rotámetros), es una propuesta de la ASTM (American Society for Testing and Materials), para la determinación de una muestra de aire en condiciones ambientales de presión y temperatura [14]. Otra característica es la propuesta de dos métodos de calibración, para la determinación del volumen con gran exactitud para el rotámetro descrito.

Las dos metodologías propuestas son:

• La utilización de un gasómetro húmedo;

• La utilización del probador de campana.

2.4.1. Procedimiento de calibración utilizando un gasómetro húmedo

• Antes de comenzar la calibración mediante este dispositivo se debe contar con el gasómetro húmedo calibrado. Esta calibración debe por lo menos contar, con una

vigencia tres meses desde la última calibración. Por lo regular los gasómetros son calibrados por medio de patrones de desplazamiento positivos, que cuentan con una mayor jerarquía.

• En la figura 2.6 se muestra esquemáticamente el montaje, del rotámetro a calibrar por medio del gasómetro húmedo. Se deben hacer las conexiones tan cortas como sea posible y suficientemente largas que el diámetro interior, para evitar cualquier caída de presión apreciable;

• Antes y después de completar la calibración, se deben tomar los valores de presión, temperatura del cuarto y humedad relativa cuando el aire del cuarto se utilice en la calibración;

• Comience la prueba haciendo circular aire a través del rotámetro y del gasómetro húmedo. Ajuste el flujo de aire por medio de la válvula de aguja. Se toman un par de veces la lectura en el gasómetro húmedo sobre flujo estacionario. Se toman 5 o más puntos espaciados uniformemente de la escala del rotámetro, desde el valor menor hasta el mayor. Esto se repite, solo que ahora se comienza del valor mayor al menor. La lectura del manómetro y del termómetro del gasómetro húmedo se hacen por cada medición.

Figura 2.6. Ensamble de calibración usando un gasómetro húmedo.

2.4.2. Procedimiento de calibración utilizando el probador de campana

• El probador de campana debe contar con una calibración de por lo menos un tiempo de seis meses en el mismo sitio donde fue calibrado. El método más usual para la calibración del probador de campana es mediante el desplazamiento de líquido.

• El montaje del rotámetro en el probador de campana es mostrado en la figura 2.7. Se deben de hacer las conexiones tan cortas como sea posible;

• Comience la prueba haciendo fluir aire a través del rotámetro y dentro del probador. Ajuste el flujo de aire deseado mediante la válvula de codo;

• Para mantener una oscilación pequeña se debe agregar contrapesos en la campana. La oscilación se debe mantener menor de 50,8 mm;

• Se toman 5 o más puntos espaciados uniformemente de la escala del probador de campana, desde el valor menor hasta el mayor. Esto se repite solo que ahora se comienza del valor mayor al menor.

Figura 2.7. Ensamble de calibración usando un Probador de Campana. 2.4.3. Calculo de la curva de calibración para el rotámetro

Para el desarrollo de la curva de calibración del rotámetro, debemos antes definir algunas correcciones referenciadas al flujo volumétrico obtenido, del probador de campana y el gasómetro húmedo. Además de estas correcciones se debe convertir la indicación del probador de campana y del gasómetro húmedo en valores que deberían ser iguales a los indicados por el rotámetro. Por lo general los valores de indicación de estos patrones son de flujo másico, o también de diferencial de volumen.

La corrección del flujo volumétrico del patrón se puede desarrollar en varios pasos. Primero el valor indicado es corregido por el vapor de agua añadido en el aire durante la calibración. Asumiendo vapor saturado tenemos el siguiente factor:

p v

p p p

p −∆ /

donde:

pp = la presión de gas durante la calibración (presión de entrada en el gasómetro

húmedo y la presión barométrica en el probador de campana).

∆pv = Presión del vapor de agua saturado pvs menos la presión de vapor de agua en

el aire pv.

El volumen medido en el gasómetro húmedo es corregido, por la relación de temperatura en la entrada del gasómetro húmedo y la temperatura del rotámetro. Por lo general el rotámetro se encuentra, a la temperatura ambiente. En el caso del probador de campana este factor es igual a 1 debido a que la temperatura del patrón y el rotámetro es la misma.

Ta/Tp

Donde:

Ta = temperatura ambiental en el laboratorio Tp = temperatura del comparador

Otro factor de corrección empleado en el rotámetro, es por temperatura. Se debe hacer esta corrección debido a que los rotámetros de fabrica vienen calibrados a condiciones estándar. Cuando el rotámetro se emplea en otras condiciones de temperatura, los efectos viscosos causan pequeñas diferencias en la lectura. Ya que la viscosidad es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta, la indicación de flujo seria diferente de la indicación estándar por el factor [14].

s

a T

T /

donde:

Ts = temperatura estándar (298 K)

Utilizando estos coeficientes para el cálculo del flujo volumétrico que debería indicar el rotámetro se puede realizar la curva con la siguiente ecuación.

(

)

v q p p T p T T T

q = −∆ / / (2.8)

Donde:

qv = Flujo volumétrico que debería indicar el rotámetro.

qvp = Flujo Volumétrico indicado por el gasómetro húmedo o probador de campana. pp = Presión del gas durante la calibración (presión de entrada para el gasómetro