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Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 1 Método de Testeo Estándar para Velocidad Promedio en Conductos (Método del Tubo de Pitot) ASTM D-3154 1- Alcance 1.1 Esta metodología cubre la medición de la velocidad promedio de una corriente gaseosa, con el objeto de cuantificar el flujo en chimeneas u otros conductos. Aunque técnicamente complicado, es considerado el método más seguro y a menudo el más práctico para la medición de velocidades en el campo. 2- Referencias 2.1 Estándares ASTM D 1356 Definición de terminología relativo al Muestreo y Análisis Atmosférico. D 2928 Metodología para el Muestreo para la Determinación de Material Particulado en Chimeneas. E 337 Método de Testeo para la Medición de Humedad con un Psicrómetro (Medición Mediante Temperaturas de Bulbo Seco y Húmedo). 3- Sumario 3.1 Este método de testeo cubre la instrumentación, equipamiento y el procedimiento operativo necesario para la medición y cálculo de la velocidad promedio de aire o gas en ductos o chimeneas, utilizando el principio del tubo de Pitot y un manómetro para la medición de la presión. 4- Grado de Significación y Uso 4.1 El material que se expone en este método, es el mismo, en parte, al que se describe en el método D 2928, así como también en el método ASME y en el Registro Federal y otras publicaciones. Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 2 4.2 Este método esta orientado a aquellos flujos estabilizados que se mantienen regulares tanto en caudal como en las propiedades del fluido. No obstante se reconoce que en la práctica ocurren variaciones en el flujo gaseoso. Este método trata e indica el efecto relativo de las desviaciones en el flujo regular, por los diferentes factores que intervienen en el cálculo de la velocidad promedio. 5- Terminología 5.1 Para la terminología se utilizarán las definiciones incluidas en el estándar D 1356. 6- Aparatos 6.1 Tubo de Pitot, utilizado en forma conjunta con un manómetro apropiado. Los detalles constructivos de un Pitot estándar y el modo de conectarlo a un manómetro, se describe en la Fig. 1. 6.1.1. Para minimizar el efecto sobre la corriente gaseosa, causado cuando las dimensiones físicas del tubo de Pitot son demasiado grandes respecto a la escala de flujo, el diámetro de la barra del tubo de Pitot (diámetro externo), no debe exceder 1/30 la medida del diámetro de la chimenea o ducto. 6.1.2. En todas aquella partes en la que no se pueda insertar un tubo de Pitot estándar, o cuando el polvo u otras impurezas pudieran tapar los pequeños orificios del Pitot, deberá utilizarse un tubo de Pitot Staubescheibe, comúnmente llamado Tipo “S” (Ver Fig. 3). En este último caso, habrá que aplicar un factor de corrección para compensar el desvío en “más” inherente a este tipo de instrumentos. El factor de corrección habrá de determinarse por comparación de lecturas del Pitot Tipo “S” con uno estándar. Si existieran dudas de la exactitud del factor de corrección declarado por el fabricante, se deberá efectuar una calibración en una corriente de velocidad conocida de gas, dentro del rango de velocidades a medir. El factor de corrección típico de un Pitot Tipo “S” está en el orden de 0,85 ± 0,02. 6.1.3. El Pitot Tipo “S” puede utilizarse en muchas aplicaciones, pero cuando es posible, el Pitot Estándar ofrece resultados más seguros. Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 3 6.2. Manómetro. El manómetro es un dispositivo simple y ampliamente utilizado para la medición de pequeñas diferencias de presión. Consiste en un tubo de vidrio en “U”, parcialmente lleno de líquido. La diferencia de altura entre ambas ramas, revela directamente la diferencia de presión. 6.2.1. Para medir la diferencia de presión en pulgadas de agua, los manómetros en “U”, generalmente se valen de un amplificador de escala. Comúnmente los denominados manómetros de rama inclinada, constan de un tubo de pequeño diámetro conectados a un reservorio 6.3 Termocupla. Debe utilizarse algún dispositivo de este tipo, para medir temperatura con seguridad. 6.4. Potenciómetro. Instrumento para la medición de pequeños voltajes, o para comparar pequeños voltajes con uno conocido. 7- Medida de Velocidad en un Solo Punto 7.1. El tubo de Pitot es utilizado para determinar la diferencia entre la presión total y la presión estática de una corriente gaseosa. Esta presión diferencial es igual a la velocidad de cabeza y es medida en un manómetro adecuado, en pulgadas de agua. La seguridad de la lectura de velocidad depende de la precisión del manómetro. La precisión del manómetro deberá ser del orden del ± 1% del mayor valor de lectura esperado. Antes de ser usado, deberá testearse el “cero”, el nivel y la estanqueidad en concordancia a la metodología que se indica en el punto 9.4.. El “cero” debe chequearse antes y después de cada batería de lecturas. Debe registrarse convenientemente los valores de lectura en cada set de medición. 7.2 Velocidad. Un tubo de Pitot estándar y un manómetro de rama inclinada son suficientes para la medición de presiones de velocidad del orden de 0,01 pulgadas (0,25 mm) de agua (equivalente a 10ft/sec a 70 ºF (3 m/seg a 21.1 ªC)). Debe medirse la velocidad en puntos específicos en concordancia con un plan predeterminado, según las dimensiones y Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 4 características de la chimenea o ducto. Es una ayuda la utilización de marcas en el cuerpo del tubo de Pitot, para el posicionamiento del mismo en los puntos predeterminados. 7.3. Temperatura. Debe medirse la temperatura con una termocupla estándar y un potenciómetro. En chimeneas de gran tamaño, debe medirse la temperatura en distintos puntos en concordancia con las mediciones de velocidad. Si es posible, deben medirse las velocidades y temperaturas en forma simultánea. Para temperaturas hasta 700 ªF (370 ªC), puede utilizarse termocuplas sin blindaje. Para temperaturas más elevadas debe utilizarse termocuplas blindadas “gas-aspiradas” para altas velocidades, seleccionadas en concordancia con las especificaciones del Registro Federal. 7.3.1. En chimeneas pequeñas, puede utilizarse un termómetro a bulbo de mercurio estándar. Debe sellarse convenientemente el agujero por donde se introduce el termómetro, de manera tal de evitar el ingreso de aire exterior por el mismo. Debe asegurarse el mantenimiento de suficiente tiempo en la medición para la obtención de una lectura de temperatura estabilizada. Si se presentan variaciones frecuentes en la temperatura debido a cambios en el proceso, será conveniente realizar un registro continuo de lecturas. 7.4. Presión Estática. La presión estática se mide conectando la salida de presión estática del tubo de Pitot (Ver Fig. 2), a una rama del manómetro, dejando la otra rama abierta a la atmósfera. Si se espera una presión estática alta, debe utilizarse un manómetro de tubo en “U”, calibrado para medir presiones en pulgadas de agua. Un método alternativo, generalmente no recomendado porque su precisión es tan solo de ± 20%, es insertar un Pitot Tipo “S” dentro del ducto, y rotarlo 90ª respecto a la dirección del flujo gaseoso, luego conectar cualquiera de las ramas del Pitot a un manómetro y leer la presión estática. La presión absoluta en el interior de la chimenea, es igual a la presión atmosférica, “más” o Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 5 “menos” la presión estática, dependiendo esto si el interiorde la chimenea esta bajo “presión” o “vacío”. Ps = Pb ± (p´s/13,6) (1) donde : Ps = presión absoluta dentro de la chimenea en pulgadas de mercurio Pb = presión barométrica, en pulgadas de mercurio p´s = Presión estática dentro de la chimenea en pulgadas de agua 7.4.1 En la mayoría de los casos, es suficiente medir presión estática en un solo punto y chequear ocasionalmente esta medición en el transcurso de testeo. Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 6 7.5. Densidad del Gas. La densidad del gas depende de la temperatura, de la presión absoluta, del grado de humedad y de la composición de la corriente gaseosa. 7.5.1. Contenido de Humedad. Debe determinarse el contenido de agua del gas, haciendo pasar un volumen medido del mismo, a través de un condensador en baño de hielo. El volumen de agua condensada debe medirse en una probeta graduada estándar o en otro medidor volumétrico. Si se está empleando el Método D 2928, la medición del volumen de agua debe realizarse dentro del 5% de precisión. Úsese el volumen del agua condensada y la temperatura del gas saliente del condensador, para determinar la humedad total contenida. A continuación se ofrece un ejemplo de este tipo de cálculo. 7.5.1.1. Determinación del volumen de vapor equivalente del agua condensada Vc = (Cw / 453,6) (387 / 18) (Tm / 530) (29,92 / Pm) Vc = 0,00268 (Cw) (Tm / Pm) (2) donde : Vc = Volumen equivalente del vapor, en las condiciones del medidor, en ft3. Cw = Volumen del condensado en el condensador, en ml Tm = Temperatura absoluta en el medidor, en ªR Pm = Presión absoluta en el medidor, en pulgadas de mercurio. 7.5.1.2. Determinación de la cantidad de agua remanente en la corriente de gas, después del condensador. Vw = (Vm / Pm) (Pwc) (3) donde : Vw = Volumen del vapor de agua remanente en el volumen medido en ft3. Vm = Gas muestreado en las condiciones del medidor, ft3. Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 7 Pwc = Presión de vapor del agua a la temperatura de salida del condensador, en pulgadas de mercurio Pm = presión absoluta en el medidor, en pulgadas de mercurio. 7.5.1.3. Porcentaje de humedad actual en el gas de la chimenea. W = [(Vc + Vw) / (Vc + Vm))] x 100 (4) donde : W = porcentaje en volumen de la humedad en el gas de chimenea Vc = Volumen equivalente del vapor, del condensado en las condiciones del medidor, ft3. Vw = Volumen del vapor de agua remanente en la muestra medida Vm = Volumen del gas medido en las condiciones del medidor, ft3. 7.5.1.4. Para las tareas preliminares se requiere un bajo nivel de seguridad, puede incluso utilizarse un psicrómetro de bulbos seco y húmedo, manteniendo el bulbo húmedo en medición constante. El procedimiento del método de testeo E 337, especifica que el flujo de gas sobre el termómetro de bulbo húmedo deberá ser a lo sumo de 16 ft /s (5 m/s). Remítase a una carta psicrométrica para encontrar el contenido de humedad de la corriente gaseosa. (Fig. 4 y 4a) 7.5.2. Composición del gas del proceso de combustión. La determinación segura del flujo de una corriente gaseosa de chimenea, requiere que se conozca la composición química de la misma, además de su contenido de humedad. Para la mayoría de los procesos de combustión se determina la concentración de CO2, (dióxido de carbono), CO (monóxido de carbono) y O2, (oxígeno). El N2, (nitrógeno) se determina por diferencia. Si el contenido de SO2, (dióxido de azufre) supera el 1%, deberá incluírselo en el análisis. Puede utilizarse un Orsat o aparato equivalente. También es factible la utilización de aparatos más simples para la determinación de CO2 y O2, que aunque con menor precisión que el Orsat permite obtener aproximaciones del peso molecular promedio en mediciones hechas en el campo. Todos los métodos deben referirse a análisis de gas en base seca. Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 8 7.5.2.1. Determinación de la gravedad específica del gas o el peso molecular promedio o ambos, para un proceso de combustión típico. Se procede del siguiente modo : Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 9 (%CO2) (0,44) = (%CO) (0,28) = (%O2) (0,32) = (%N2) (0,28) = (%SO2) (0,64) = suma = Md Ms = (Md (100 - W) / 100) + (0,18) (W) (5) donde : Ms = Peso molecular promedio del gas de chimenea, a las condiciones en chimenea, lb / lb mol Md = Peso molecular promedio del gas de chimenea en base seca, lb / lb mol W = Porcentaje de humedad en el gas de chimenea Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 10 7.5.3. Composición del gas en procesos sin combustión. Si existen razones para suponer que el gas a medir tiene una composición distinta a la del aire, deberá analizarse la composición del mismo mediante los métodos de análisis que surjan del proceso en cuestión. 7.5.4. Si la composición de la corriente gaseosa varia con el tiempo, habrá que programar análisis en diferente intervalos de tiempo de modo tal de determinar dichos cambios en la composición. Se deberá recoger una muestra integrada en un recipiente de vidrio o en una bolsa de recolección de plástico durante el periodo de testeto. Posteriormente se debe realizar un solo análisis sobre la muestra recogida de este modo. 7.6. Condiciones de estabilidad en el flujo. Después de obtenidos los diferentes parámetros, se calcula la velocidad del gas en pies por segundo del siguiente modo : Un = (2,90) (Cp) . [(29,92) / Ps) (28,95 / Ms) (pn) (Ts)] ½ (6) donde : Un = Velocidad del gas de chimenea en el punto “n”, ft/seg Cp = Factor de corrección del tubo de Pitot, adimensional Ps = Presión absoluta en la chimenea, pulgadas de mercurio Ms = Peso molecular promedio del gas de chimenea a las condiciones de chimenea, lb / lb mol pn = Presión dinámica en el punto “n” de muestreo en pulgadas de agua Ts = Temperatura absoluta en la chimenea en ªR. Si los distintos parámetros en el gas de chimenea, como la temperatura, varían significativamente entre punto y punto del ducto, habrá que realizar un cálculo separado de velocidad para cada punto y realizar luego un promedio. Usualmente sólo la presión dinámica varia de punto a punto. En este caso se podrá dejar de lado los otros parámetros a los efectos del cálculo. 8. Medición de la velocidad promedio Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 11 8.1. Para determinar la velocidad promedio en una chimenea, es necesario realizar muchas mediciones de velocidad. Esto es cierto aún si el caudal no varia a lo largo del tiempo. La velocidad en un ducto, no se puede asumir uniforme a lo largo del área de sección transversal.. No obstante, en cada subárea individual, se puede asumir una relación constante de cambio de velocidad, con una velocidad `promedio en el centroide de esa subárea. La determinación del número de puntos en los cuales se debe medir la velocidad y su localización, se realiza en concordancia a prácticas comúnmente aceptadas, cuando el diseño de la chimenea es uniforme. En todos los casos, se divide el área efectiva interior en un cierto número de subáreas iguales, y se mide en el centroide de cada una de ellas. 8.1.1. En ductos rectangulares, se divide la sección transversal en subáreasiguales, tal como se muestra en la Fig. 5. El número de subáreas a usar, depende del modelo de ducto y de su dimensión. Debe usarse la Tabla 1 para encontrar el número mínimo de subáreas a muestrear. El lugar debe estar como mínimo 8 diámetros equivalentes aguas abajo, o 2 diámetros equivalentes aguas arriba del disturbio de flujo más cercano. El diámetro equivalente es igual a (largo x alto / largo + alto). Si se utiliza un sitio de muestreo inferior a 8 (ocho) diámetros equivalentes aguas abajo del disturbio, o inferior a 2 (dos) diámetros equivalentes aguas arriba, se debe incrementar el número de puntos de muestreo, en concordancia con lo descripto en el punto 8.1.4.. Tabla 1: Número mínimo de mediciones para conductos rectangulares Área Transversal en la Zona de Medición (pie2) Número de Mediciones Menos 2 Entre 2 y 25 Más de 25 4 12 20 Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 12 8.1.2. En ductos circulares, el área se divide en subáreas concéntricas tal como se ilustra en la Fig. 6. El número mínimo de subáreas a utilizar y las distancias de los puntos de testeo se muestran en la Tabla 2, o pueden ser calculados del siguiente modo : rn = Ds ( )/2 1 4n N- (7) donde : Ds = Diámetro interno del conducto, en pulgadas rn = Distancia radial desde el centro del ducto al punto de muestreo “n”, en pulgadas n = Punto enésimo de muestreo desde el centro del ducto N = Número de puntos de muestreo a través del diámetro Tabla 2 . Número mínimo y localización de mediciones, basado en un muestreo a lo largo de dos diámetros perpendiculares de un conducto circular. (1) (2) (3) Distancia desde el pórtico de ingreso del muestreador, al punto de muestreo, en pulgadas Nº 1 Nº 2 Nº 3 Nº 4 Nª 5 Nª6 Nª7 Nª8 Nª9 Nª10 Nª11 Nª 12 8 10 12 14 2 2 3 3 8 8 12 12 1/2 5/8 1/2 5/8 2 21/2 13/4 2 4 71/2 31/2 41/8 71/2 93/8 81/2 97/8 101/4 12 111/2 133/8 15 16 18 20 3 3 3 4 12 12 12 16 5/8 3/4 3/4 5/8 21/8 23/8 25/8 21/8 41/2 43/4 51/4 37/8 101/2 111/4 123/4 63/8 123/8 135/8 153/8 135/8 143/8 151/4 171/4 161/8 177/8 193/8 22 24 26 28 4 4 4 4 16 16 16 16 3/4 3/4 7/8 7/8 23/8 21/2 23/4 3 41/4 45/8 5 53/8 71/8 73/4 83/8 9 147/8 161/4 175/8 19 173/4 193/8 21 225/8 195/8 211/2 231/4 25 241/4 231/4 251/8 271/8 30 32 5 5 20 20 3/4 3/4 21/2 25/8 43/8 45/8 63/4 71/4 103/8 11 195/8 21 231/4 243/4 255/8 273/8 271/2 293/8 291/4 311/4 Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 13 36 42 5 5 20 20 7/8 11/8 3 31/2 51/4 71/8 81/8 101/2 123/8 151/2 235/8 271/2 277/8 321/2 303/4 357/8 33 381/2 351/8 407/8 48 54 60 66 6 6 6 6 24 24 24 24 1 11/8 11/4 13/8 31/4 33/4 41/8 41/2 55/8 63/8 71/8 73/4 81/2 91/2 105/8 115/8 12 131/2 15 161/2 17 191/2 211/4 233/8 31 341/2 383/4 425/8 36 401/2 45 491/2 391/2 441/2 493/8 543/8 423/8 475/8 527/8 581/4 443/4 501/4 557/8 611/2 47 527/8 583/4 645/8 72 78 84 90 6 6 6 6 24 24 24 24 11/2 15/8 15/8 13/4 43/4 51/8 55/8 6 81/2 91/8 97/8 105/8 123/4 133/4 147/8 157/8 18 191/2 21 221/2 251/2 275/8 293/4 317/8 461/2 503/8 531/4 581/8 54 581/2 63 671/2 591/4 641/4 681/8 741/8 631/2 687/8 731/8 793/8 671/4 727/8 783/8 84 701/2 763/8 813/8 881/4 96 108 120 132 144 6 6 6 6 6 24 24 24 24 24 2 21/4 21/2 23/4 3 63/8 71/4 8 87/8 95/8 113/8 123/4 141/8 153/4 17 17 191/8 211/4 233/8 251/2 24 27 30 33 36 34 383/8 425/8 467/8 511/8 62 695/8 773/8 851/8 927/8 72 81 90 99 108 79 887/8 983/4 1085/8 1181/2 845/8 951/4 1057/8 1161/4 127 895/8 1003/4 112 1231/8 1343/8 94 1053/4 1171/2 1291/4 141 (1) Diámetro del sitio de muestreo, en pulgadas (2) Número mínimo de áreas anulares iguales (3) Número mínimo de mediciones Los puntos se definen a través de dos diámetros desplazados 90º entre sí. 8.1.3. Si el muestreo debe realizarse en un ducto o chimenea de forma irregular, se deberá efectuar mediciones para cada cambio de forma empleando la metodología indicada. 8.1.4. Si bien no existen reglas exactas, recordar que si el muestreo se realiza a menos de 8 diámetros aguas abajo o menos de 2 diámetros aguas arriba de un disturbio en el flujo (cambio de dirección, cambio de diámetro etc.), se debe incrementar el número de puntos a medir. Si la distancia de muestreo aludida en el párrafo anterior, se encuentra entre 4 y 6 diámetros, se recomienda duplicar el número de puntos de muestreo. Para distancias inferiores a 4 diámetros aguas abajo de cualquier disturbio en el flujo, deberá guardarse especial cuidado en el muestreo, quedando la definición de la metodología a cargo del criterio y responsabilidad del evaluador en el campo de trabajo. Cuando los puntos de muestreo se encuentren por debajo de 2 diámetros aguas abajo de un disturbio de flujo, no puede esperarse una seguridad razonable con el empleo de tubos de Pitot, y deberá buscarse otra metodología para la determinación del flujo en ductos o chimeneas. Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 14 8.2. Velocidad promedio. La velocidad promedio del gas de chimenea es igual a la constante calculada en el punto 6.6. multiplicada por el promedio de las raíces cuadradas de las presiones dinámicas, tal como se muestra en la Eq. 8. (Es importante notar que se utiliza el promedio de las raíces cuadradas de las presiones dinámicas. Las presiones dinámicas, no pueden ser promediadas previamente y luego extraer su raíz cuadrada). Uavg = (2,90) (Cp) [(29,92 / Ps) (28,95 / Ms) (Ts)]1/2 ( ( )p )avg (8) donde : Uavg = Velocidad promedio del gas en chimenea, en la corrida estabilizada preliminar, en ft/s (pies/seg) Cp = Factor de corrección del tubo de Pitot, adimensional Ps = Presión absoluta en la chimenea, pulgadas de mercurio Ms = Peso molecular promedio del gas de chimenea a las condiciones de chimenea, lb / lb mol Ts = Temperatura absoluta en la chimenea en ªR. ( ( )p )avg = Promedio de las raíces cuadradas de las presiones dinámicas. El caudal de la chimenea en pies cúbicos por minutos es igual al producto de el área o sección transversal de la chimenea y su velocidad promedio. Qs = (Uavg) (As) x 60 (9) donde : Qs = Caudal del gas en las condiciones de la chimenea, en ft3/min Uavg = Velocidad promedio del gas en chimenea, en la corrida estabilizada preliminar, en ft/s (pies/seg) As = Sección efectiva de la chimenea, ft2 Ahora corresponde determinar el caudal de la chimenea en condiciones estándar. Qstp = (Qs) (530 / Ts) (Ps / 29,92) (10) Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 15 donde : Qstp = Caudal de gas de chimenea en condiciones estándar Qs = Caudal del gas en las condiciones de la chimenea, en ft3/min Ts = Temperatura absoluta en la chimenea en ªR. Ps = Presión absoluta en la chimenea, pulgadas demercurio 8.3. Cambiando las condiciones de flujo. Si el caudal varía moderadamente durante el período del test, debe monitorearse el cambio en forma continua, midiendo el flujo en un solo punto y relacionando ese punto con el flujo obtenido para toda la chimenea durante el período estable. Debe determinarse el punto más cercano con el promedio obtenido durante las condiciones de estabilidad, y ubicar allí el Pitot que ha de registrar las variaciones en el período de cambio en el flujo. La velocidad promedio a través de una chimenea, es igual a la velocidad promedio en el punto de referencia multiplicada por la relación entre velocidad promedio a través de la chimenea durante el período de estabilidad, dividida por la velocidad promedio en el punto de referencia durante el período de estabilidad Uavg = (Ur) (U)avg / (Ur)avg (11) donde : Uavg = velocidad promedio del gas de chimenea en la corrida estabilizada preliminar, ft / s (pies/seg) Ur = velocidad del gas de chimenea en el punto de referencia, ft / s (Ur) avg = velocidad promedio en el punto de referencia en la corrida estabilizada preliminar, ft / s 9. Preparación 9.1. Selección del sitio de muestreo. Seleccione un sitio de muestreo que se encuentre como mínimo 8 (ocho) diámetros aguas abajo del ducto o 2 (dos) diámetros aguas arriba de cualquier curva, expansión, contracción o llama visible. Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 16 9.1.1. Si lo expresado más arriba es impracticable, debe seleccionarse un sitio que cumpla lo más cercanamente posible lo allí expresado. 9.2. Número de puntos transversales. Seleccione puntos transversales según se indica en 8.1.1. a 8.1.5.. 9.3. Preparación del tuno de Pitot. Un método simple para marcar el tubo de Pitot para las mediciones transversales, se describe a continuación : 9.3.1. Ingrese completamente el tubo de Pitot a través de la pared de la chimenea, por el ingreso de muestreo (generalmente una cupla de 3 pulgadas), hasta que la curva a 90º del Pitot tope con la pared más alejada. Sobre la cupla con un marcador de tinta China u otro similar, establezca una marca bien visible sobre el exterior del cuerpo del Pitot. 9.3.2. Deslice extrayendo hacia afuera el tubo de Pitot, hasta que la curva a 90º tope en el interior de la pared de la chimenea por donde se introdujo el tubo. Marque nuevamente sobre el exterior del cuerpo del Pitot junto a la cupla. 9.3.3. La distancia entre las dos marcas realizadas, es el diámetro interior de la chimenea o ducto (Ds). Marque la línea central entre los dos puntos 9.3.4. Marque los puntos transversales sobre el cuerpo del tubo de Pitot después de referirse a la Tabla 2, o haber usado la Eq. 7. (Es conveniente marcar los puntos transversales de un modo y el punto central y los extremos de otro). 9.3.5. Tome las lecturas de velocidad solamente en los puntos transversales y no en el punto central o los extremos de la pared. 9.4. Ensamblando el equipo. Sople alternativamente a través de cada rama del Pitot para asegurarse que no está tapado. Si se va a medir temperatura en forma simultánea (lo que es aconsejable), disponga una termocupla u otro dispositivo adecuado en la cercanía de toma de medición del Pitot. Atención : “Cerca” pero NO a al lado del orificio del tubo de Pitot. Seleccione un manómetro que pueda medir la columna de agua apropiada al rango de velocidades estimados a medir en la corriente gaseosa. El se deberá ajustar convenientemente Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 17 el cero del manómetro, como así también la graduación de la escala verificada por el fabricante. Conecte las ramas del manómetro con el tubo de Pitot. Realice pruebas de estanqueidad en el mismo, de manera tal de asegurar la inexistencia de fugas. 9.5. Inserción. Desacople el manómetro del tubo de Pitot. Introduzca el Pitot en la corriente gaseosa y vuelva acoplar el manómetro. Oriente el Pitot correctamente de manera tal que el orificio de toma de presión dinámica se encuentre perfectamente alineado apuntando aguas arriba. Mantenga fijo en esa posición hasta que la diferencia en las ramas se estabilice. En caso que se utilice un Pitot tipo “S”, debe disponerse con uno de los orificios abiertos en su extremo, alineado de cara aguas arriba y el otro aguas abajo. De esta manera el manómetro denunciará una presión positiva. Selle el orificio de ingreso a la chimenea, de modo de prevenir el ingreso de aire dentro del ducto. El tubo de Pitot, puede ahora ser dirigido a cada punto de medición a través de la sección transversal a la corriente gaseosa, según el correspondiente plan. 9.6. Medición. Mida la velocidad de cabeza (presión dinámica) y la temperatura en cada punto transversal. Determine la presión estática, tal como se describe en el punto 7.4. 9.7. Registración. La Fig. 7 muestra un formulario para el registro de los datos a través de cada punto de medición, suficientes para el cálculo de la velocidad de cabeza en cada uno de ellos. Asegúrese de registrar la presión barométrica en el lugar del muestreo. Química Ambiental II - Traducción Norma A.S.T.M. 3154 - Ing. E. Ferrero - Grupo G.E.S.E. - U.T.N., F.R.R. 18
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