UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOFacultad de Ciencias AgropecuariasEscuela Acadmico Profesional de Ing. AgrcolaCURSO:Mecnica de FluidosFECHA: 20/11/2014TEMA: Medidores de Venturi y Orificio fijoCICLO: VINOMBRES: Contreras Pascual, Cesar Marios Suchero, Juana Miranda Escudero, Javier Lucho Mendocilla, Elizabeth Neyra de Gracia, Tatiana Paredes Rodriguez, Carlos Rodriguez Leon, Luis Ruiz Toribio, CarlosPROFESOR:Torres Villanueva, Marcelino

Trujillo- Per2014MEDIDORES DE VENTURI Y ORIFICIO FIJOI.- OBJETIVOS Encuentre la constante o coeficiente del Medidor de Venturi (Cv) Calcular la potencia o energa consumida Perdida permanente de presin relativa () El nmero de Reynolds Graficar Energa consumida vs. Flujo Volumtrico (Q) Graficar en escala semilogartmica el Coeficiente de Venturi vs. El Nmero de Reynolds.II.- FUNDAMENTO TEORICOMEDICIN DEL FLUJO EN CANALES CERRADOS:En un conducto cerrado el caudal terico puede relacionarse con un diferencial de presin entre dos secciones de diferente dimetro entre las cuales, mediante una restriccin apropiada se logra acelerar la corriente del fluido. Este principio de mtodo indirecto se emplea en dispositivos tales como medidores Venturi, placa orificio y toberas de flujo, en los cuales el flujo terico puede obtenerse al aplicar apropiadamente las ecuaciones de continuidad y de Bernoulli. Factores de correccin empricos pueden aplicarse para obtener el flujo real.

MEDIDOR DE ORIFICIO:La placa de orificio es una placa delgada que puede sujetarse entre bridas de tubera. El orificio de arista afilada ocasiona que el chorro se contraiga aguas abajo del orificio, de tal manera que las lneas de corriente, tal , continan convergiendo en una distancia corta despus del plano del orificio; por tanto, el rea de flujo mnimo es en realidad menor que el rea del orificio.La placa de orificio es el elemento primario para la medicin de flujo ms sencillo, es una lmina plana circular con un orificio concntrico, excntrico segmentado y se fabrica de acero inoxidable, la placa de orificio tiene una dimensin exterior igual al espacio interno que existe entre los tornillos de las bridas del montaje, el espesor del disco depende del tamao de la tubera y la temperatura de operacin, en la cara de la placa de orificio que se conecta por la toma de alta presin, se coloca perpendicular a la tubera y el borde del orificio, se tornea a escuadra con un ngulo de 900grados, al espesor de la placa se la hace un biselado con un chafln de un ngulo de 45 grados por el lado de baja presin, el biselado afilado del orificio es muy importante, es prcticamente la nica lnea de contacto efectivo entre la placa y el flujo, cualquier rebaba, distorsin del orificio ocasiona un error del 2 al 10% en la medicin, adems, se le suelda a la placa de orificio una oreja, para marcar en ella su identificacin, el lado de entrada, el nmero de serie, la capacidad, y la distancia a las tomas de presin alta y baja. En ocasiones a la placa de orificio se le perfora un orificio adicional en la parte baja de la placa para permitir el paso de condensados al medir gases, y en la parte alta de la placa para permitir el paso de gases cuando se miden lquidos.

MEDIDOR VENTURI:Se utiliza para medir el gasto a travs de una tubera. Es un dispositivo que origina una prdida de presin al pasar por l un fluido. En esencia, ste es una tubera corta recta, o garganta, entre dos tramos cnicos. La presin vara en la proximidad de la seccin estrecha; as, al colocar un manmetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la cada de presin y calcular el caudal instantneo, o bien, unindola a un depsito carburante, se puede introducir este combustible en la corriente principal.En el Tubo de Venturi el flujo desde la tubera principal en la seccin 1 se hace acelerar a travs de la seccin angosta llamada garganta, donde disminuye la presin del fluido. Despus se expande el flujo a travs de la porcin divergente al mismo dimetro que la tubera principal. En la pared de la tubera en la seccin 1 y en la pared de la garganta, a la cual llamaremos seccin 2, se encuentran ubicados ramificadores de presin. Estos ramificadores de presin se encuentran unidos a los dos lados de un manmetro diferencial de tal forma que la deflexin h es una indicacin de la diferencia de presin p1 p2. Por supuesto, pueden utilizarse otros tipos de medidores de presin diferencial. La ecuacin de la energa y la ecuacin de continuidad pueden utilizarse para derivar la relacin a travs de la cual podemos calcular la velocidad del flujo. Utilizando las secciones 1 y 2 como puntos de referencia, podemos escribir las siguientes ecuaciones:

Adems

Por la ecuacin de Continuidad:

Estas ecuaciones son vlidas solamente para fluidos incomprensibles, en el caso de los lquidos. Para el flujo de gases, debemos dar especial atencin a la variacin del peso especfico g con la presin. La reduccin algebraica de las ecuaciones es como sigue:

Si y , entonces

Haciendo , obtenemos:

Reemplazando (*) en ()

Despejando , tenemos:

Sabiendo que , se obtiene:

NUMERO DE REYNOLDSReynolds (1874) estudi las caractersticas de flujo de los fluidos inyectando un trazador dentro de un lquido que flua por una tubera. A velocidades bajas del lquido, el trazador se mueve linealmente en la direccin axial. Sin embargo a mayores velocidades, las lneas del flujo del fluido se desorganizan y el trazador se dispersa rpidamente despus de su inyeccin en el lquido. El flujo lineal se denomina Laminar y el flujo errtico obtenido a mayores velocidades del lquido se denomina TurbulentoLas caractersticas que condicionan el flujo laminar dependen de las propiedades del lquido y de las dimensiones del flujo. Conforme aumenta el flujo msico aumenta las fuerzas del momento o inercia, las cuales son contrarrestadas por la por la friccin o fuerzas viscosas dentro del lquido que fluye. Cuando estas fuerzas opuestas alcanzan un cierto equilibrio se producen cambios en las caractersticas del flujo. En base a los experimentos realizados por Reynolds en 1874 se concluy que las fuerzas del momento son funcin de la densidad, del dimetro de la tubera y de la velocidad media. Adems, la friccin o fuerza viscosa depende de la viscosidad del lquido. Segn dicho anlisis, el Nmero de Reynolds se defini como la relacin existente entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas (o de rozamiento).

Dnde:v = Velocidad.d = Dimetro.c= viscosidad dinmica del flujo = 1.02 x 10-6 m2/sEste nmero es adimensional y puede utilizarse para definir las caractersticas del flujo dentro de una tubera.El nmero de Reynolds proporciona una indicacin de la prdida de energa causada por efectos viscosos. Observando la ecuacin anterior, cuando las fuerzas viscosas tienen un efecto dominante en la prdida de energa, el nmero de Reynolds es pequeo y el flujo se encuentra en el rgimen laminar. Si el Nmero de Reynolds es 2100 o menor el flujo ser laminar. Un nmero de Reynolds mayor de 10 000 indican que las fuerzas viscosas influyen poco en la prdida de energa y el flujo es turbulento.

III.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALPara realizar este experimento en el laboratorio seguimos los siguientes pasos:

IV.- RESULTADOS Datos obtenidos en el experimento:LRH(m)H'(m)

400.0050.004

600.0110.006

800.0170.007

1000.0260.01

1200.0340.011

Encontramos la constante o el coeficiente del Medidor de Venturi (Cv) De la ecuacin de la Practica N 01, obtuvimos la Ecuacin General del Caudal(Q), para cualquier valor que el Rotmetro puede adquirir la cual es:

Para poder hallar la V2, hallamos el rea:

Ahora hallaremos

Como ahora tenemos todos nuestros datos para poder hallar el Cv procederemos a hallarlo con la siguiente ecuacin:

Finalmente haciendo los clculos correspondientes hallaremos el CV y lo anotaremos en la tabla:LRH(m)H'(m)Q(l/s)V2(m/s)PCv

400.0050.0040.1591.050615.0500.902

600.0110.0060.2151.4201353.1100.822

800.0170.0070.2721.7902091.1700.833

1000.0260.010.3282.1593198.2600.813

1200.0340.0110.3842.5294182.3400.833

Entonces el valor promedio del Coeficiente de Venturi(CV) es:

Ahora encontramos la perdida permanente de presin ():

Hallamos la Potencia (P):

Y por ltimo el Nmero de Reynolds (Nre):

Dnde:V = Velocidad.D = Dimetro.c= 1.02 x 10-6 m2/sAhora anotaremos todos nuestros resultados en una tabla:LRH(m)H'(m)Q(l/s)V2(m/s)PCvPPPP/PPNre

400.0050.0040.1591.050615.0500.902492.0400.8000.07814309.082

600.0110.0060.2151.4201353.1100.822738.0600.5450.15919348.697

800.0170.0070.2721.7902091.1700.833861.0700.4120.23424388.312

1000.0260.010.3282.1593198.2600.8131230.1000.3850.40329427.926

1200.0340.0110.3842.5294182.3400.8331353.1100.3240.51934467.541

El promedio de la perdida permanente de presin es:

El promedio de la Potencia en W es:

El promedio del Nmero de Reynolds es:

Grafica Energa Consumida vs. Flujo Volumtrico (Q):

PQ(l/s)

0.0780.159

0.1590.215

0.2340.272

0.4030.328

0.5190.384

R = 0.997

Grafica en escala semilogartmica el Coeficiente de Venturi vs. El Nmero de Reynolds:

CvNre

0.90214309.082

0.82219348.697

0.83324388.312

0.81329427.926

0.83334467.541

R = 0.9152

V.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Encuentre la constante o coeficiente del Medidor de Venturi (Cv) Calcular la potencia o energa consumida Perdida permanente de presin relativa () El nmero de Reynolds Graficar Energa consumida vs. Flujo Volumtrico (Q) Graficar en escala semilogartmica el Coeficiente de Venturi vs. El Nmero de Reynolds. Encontramos que la constante o coeficiente del Medidor de Venturi es: 0.841. La potencia o energa consumida medida en Watts es: 0.279. La prdida permanente o energa consumida es: 0.493. El nmero de Reynolds es: 24388.12, como es un numero alto, esto indica que es un flujo turbulento. Al graficar la potencia vs. El caudal. Se obtuvo una ecuacin cuya grafica es:y = 4.2293x2.1652 Al graficar en escala semilogartmica el Coeficiente de Venturi vs. El Numero de Reynolds se obtuvo una ecuacin cuya ecuacin es:y = 5E-10x2 - 3E-05x + 1.167VI.- BIBLIOGRAFIA McCabe; Smith. Harriott. Operaciones Unitarias en Ingeniera Qumica. 2002. Geankoplis, C. Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias. 1998. Mott Robert. Mecnica de Fluidos Aplicadas. 1996.

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