medicion del flujo

8/17/2019 medicion del flujo

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INFORME DE LABORATORIO N° 3

MEDICIÓN DEL FLUJO


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INTRODUCCIÓN

En el presente informe se divide en 2 partes medición de flujo en una tubería de Venturi y

placas con orificios y la cuba de Reynolds, de los cuales abordaremos el comportamientode los fluidos, específicamente el del agua. Bien sabemos que los fluidos tienden a

desplaarse de un medio a otro por medio de tuberías o ductos abiertos o cerrados, estas

característica de moviliarse se lleva a cabo por diferencias de presiones, velocidad,

gravedad o una mecla de todas estos tipos de energías mec!nicas los cuales cada una

de ellas guarda relación, sobre todo observar y definir su comportamiento"laminar,

turbulento, transitorio#, perdidas en los trabos de tuberías producto de la fricción o uniones

y su m$todo de calcular su caudal o formas de mediciones de flujo a lo largo de un

ducto . %omo observamos los fluidos engloban muc&as características y m!s a'n en la

vida del ingeniero siempre estar!n presentes de cualquier forma, por eso en el presente

trabajo realiaremos un estudio de la medición de fluido de manera teoría y real con

instrumentos dados en el laboratorio.

(a e)periencia consiste en utiliar m$todos distintos para calcular el caudal en las

tuberías de ensayo y en canales abiertos en forma e)perimental y teórica. *rimero

utiliamos el tubo Venturi, el cual consiste en medir la caída de presión est!tica entre la

entrada y la parte m!s angosta del tubo, con lo cual utiliando las ecuaciones se calculara

el caudal que pasa por dic&a tubería. (o mismo sucede en el medidor placa orificio, se

mide la caída de presión a la entrada y salida del medidor.

+tro m$todo para medir flujos internos es utiliando el tubo Reynolds, el cual consiste en

que el agua que est! en el tubo se estabilice. *ara la medición de caudales en canal

abierto se utilia el vertedero triangular, en el cual se mide la altura a la que llega el agua

desde la punta del tri!ngulo, y con lo cual aplicando las ecuaciones se obtiene el caudaldel flujo a canal abierto. %on estos m$todos descritos se calcula el caudal en forma

teórica. *ara el c!lculo de caudales en forma e)perimental se utiliara un deposito en el

cual se mide el tiempo de llenado para un determinado volumen, utiliando un cronometro

con lo cual dividiendo el volumen entre el tiempo obtenemos el caudal real.


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1. OBJETIVOSEsta primera parte que consiste del c!lculo de flujo en una tubería de Venturi y placaplana, tenemos los siguientes objetivos observados durante la e)periencia.

Entender el comportamiento real del fluido incompresible y compararlo con el

teórico.

dentificar los instrumentos de medición de flujo incompresible durante lae)periencia "sistemas de tuberías, tubo de Venturi, placas planas con orificios#.

+bservar la diferencia entre el c!lculo real y teórico de flujo a trav$s de un

tubo de Venturi y placa con orificios. +bservar las leyes y teoremas que rigen para los fluidos incompresibles.

Realiar c!lculos e)actos a la &ora de medir los flujos y diferencia de presiones

∆h para cada proceso.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO*ara una mejor comprensión de los procedimientos y ecuaciones a utiliar en ellaboratorio, definimos.

I. TIPOS DE PRESIONES

A. Presión es!i"#(a presión est!tica de un fluido en movimiento es la presión que medir! uninstrumento que se desplaar! con la misma velocidad que el fluido y en igualdirección y sentido- es decir la presión est!tica es la producida por elmovimiento al aar de las mol$culas de un fluido, pero no por el movimientodel fluido como un todo.

B. Presión $e %e&'"i$#$

Es la fuera por unidad de !rea ejercida por el movimiento en conjunto de un

fluido sobre un plano perpendicular a la dirección del movimiento. e mide conel propósito de conocer velocidades caudales.

C. Presión '#& ' $e Es#n"#(ien'Es la suma de la presión est!tica y velocidad. e puede entender como lapresión que alcana el fluido al sufrir un frenado isoentrópico/ en el caso deque se trate de un flujo.

II. ECUACIÓN DE BERNULLI

0l realia un balance de energía entre dos puntos y considerando que se tratade un flujo viscoso, permanente, adiab!tico y unidimensional y, que no da nirecibe trabajo. e obtiene la siguiente ecuación-

h + P + Z =

P + Z +

2g

V 2- p1

22

11

21

γ γ

*1γ

altura de presión.V312g altura de velocidad, altura din!mica.4 altura geod$sica, altura potencial.


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C#)$#& Re#&

tiempo

VolumenQreal =

D'n$e+

7- %audal "teórico o real#

89- 8i!metro de la tubería

82 8i!metro del cuello

:&- 8iferencia de presión en mm "altura de mercurio#

ρ - 8ensidad "del mercurio y del agua#

g- 0celeración de la gravedad.

%d- %oeficiente de descarga.

*. P"# "'n Ori,i"i'

%uando dic&a placa se coloca en forma conc$ntrica dentro de unatubería, esta provoca que el flujo se contraiga de repente conforme seapro)ima al orificio y despu$s se e)pande de repente al di!metro totalde la tubería. (a corriente que fluye a trav$s del orificio forma una venacontracta y la r!pida velocidad del flujo resulta en una disminución depresión &acia abajo desde el orificio.

C#)$#& Teóri"'

⋅⋅

−⋅∆⋅⋅⋅

−=

41h2

2

22

2

2

2

1

1 D

g D D

DQ

Hg

O H teorico

π

ρ

ρ

teoricod real QC Q ⋅=


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C#)$#& Re#&

tiempo

VolumenQ

real =

D'n$e+

7- %audal "teórico o real#

89- 8i!metro de la tubería

82 8i!metro del cuello

:&- 8iferencia de presión en mm "altura de mercurio#

ρ - 8ensidad "del mercurio y del agua#

g- 0celeración de la gravedad.%d- %oeficiente de descarga.

3. INSTRUMENTOS

• Bombas para impulsar el flujo de agua

• ;n tubo Venturi y manómetro para medir la caída de presión

teoricod real QC Q ⋅=


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*laca con orificio

• %ubo medidor de agua.

• Regla

-. PROCEDIMIENTO

i. T)*' Ven)ri

Encender la bomba y &acer circular los diferentes caudales, abriendo las

v!lvulas.


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. DATOS OBTENIDOS

Tubo de Venturi

punto P(bar)

∆h(cm)

t(s) Volumen(litros)

1 8 11.7 9.26 52 14 10 10.43 5

3 18 8.1 11 5

4 22 5.7 13.61 5

Placa con Orifcio

punto P(bar)

∆h(cm)

t(s) Volumen(litros)

1 10 6.7 9.15 5

2 14 7 10.2 5

3 18 6 11.24 54 22 4.6 13.51 5

=*ara Venturi y para placa con orificio

Diámetro

puladas

metros

D1 1 1⁄4 0.03175

D2 3/4 0.01905

aua(!"m3)

#(!"m3)

Densidad

1000 13600

ra$edad

9.81 m/s2

/. C0LULOS RESULTADOS

Tubo de Venturi

% te&rico(m3"s) % real(m3"s) 'd

1*+,-.4 5.3996E-04 1.039

4/.3,-.4 4.7939E-04 0.998

43231,-.4 4.5455E-04 1.051

3020,-.4 3.6738E-04 1.013

Placa con Orifcio


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% te&rico(m3"s) % real(m3"s) 'd

3*31/,-.4 5.4645E-04 1.390

4.1/*,-.4 4.9020E-04 1.220

3+2./,-.4 4.4484E-04 1.196

32+*,-.4 3.7010E-04 1.136

%omportamiento del caudal

Venturi

Q teórico(m3/s) Q re!(m3/s)

"!c con ori#cio

Q teórico(1m3/s) Q re!(m3/s)


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. OBSERVACIONES

>ener cuidado a la &ora de la medición del ∆h ?o tomamos en cuenta el gasto por fricción u otro tipo de perdida a lo largo de

la tubería. tener cuidado a la &ora de controlar el tiempo para c!lculo del volumen.

. RECOMENDACONES

*ara evitar cualquier percance es necesario observar el circuito y saber el

funcionamiento de cada llave de paso. Evitar mover los pieómetros a la &ora de la medición.

4. CONCLUSIONES

+bservamos que la mejor eficiencia lo tiene el tubo de Venturi, nos muestra

una mayor apro)imación del c!lculo del caudal. En las instalaciones para medir el caudal, son m!s utiliadas las placas con

orificio que los tubos de Venturi por su bajo costo. (os datos en el proceso pueden ser menores pues no observamos las

p$rdidas a lo largo de la tubería, ni la altura en la que se encuentra. En otras

palabras solo calculamos el fluido que circula en ese instante y no el que se

toma desde la toma de la boba.

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