labn3 medicion de caudales

7/31/2019 Labn3 medicion de caudales

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presin para determinar la presin

diferencial.

Figura3

Como se aprecia en la figura se puedendestacar tres partes fundamentales: a) una

seccin de entrada cnica convergente en

la que la seccin transversal disminuye, loque se traduce en un aumento de la

velocidad del fluido y una disminucin dela presin; b) una seccin cilndrica en laque se sita la toma de baja presin, y

donde la velocidad del fluido se mantiene

prcticamente constante, y c) una tercera

seccin de salida cnica divergente en laque la seccin transversal aumenta,

disminuyendo la velocidad y aumentandola presin. La incorporacin de esta

seccin de salida permite una

recuperacin de la mayor parte de la

presin diferencial producida y, por tanto,

un ahorro de energa.Las principales limitaciones de los tubos

Venturi son su elevado coste y la longitud

necesaria para su instalacin, sobre todopara grandes tamaos de tubera. Sin

embargo, debido a su baja prdida decarga, son justificados en casos donde

tienen que bombearse grandes cantidades

de lquido de forma continua. Cuando la

prdida de carga no es importante, sueleprescindirse del tubo Venturi y sustituirse

por una placa de orificio debido a su

menor coste y mayor facilidad deinstalacin y mantenimiento.

2.2.- PLACA ORIFICIOPlacas de orificio

La placa de orificio consiste en una placa

perforada que se instala en la tubera.

El orificio de la placa, como se muestra

en la figura 4, puede ser: concntrico,excntrico y segmental.

Figura 3

Con el fin de evitar arrastres de slidos o

gases que pueda llevar el fluido, la placa

incorpora, normalmente, un pequeo

orificio de purga.Entre los diversos perfiles de orificio que

se utilizan, segn se muestra en la figura2, se pueden destacar los siguientes: de

cantos vivos, de cuarto de crculo y de

entrada cnica.

El ms utilizado es el de cantos vivos,aunque tambin se usan las placas de

cuarto de crculo y las de entrada cnica,

especialmente cuando el fluido es

viscoso.

Para captar la presin diferencial queorigina la placa de orificio, es necesarioconectar dos tomas, una en la parte

anterior y otra en la parte posterior de la

placa. La disposicin de las tomas, segn

se muestra en lafigura 4 puede ser: en lasbridas, en la vena contrada, y en la

tubera.

Las tomas en la brida se usan para

tamaos de tubera de 2 in (50,8 mm) osuperiores.

En el caso de las tomas en la venacontrada, la toma antes de la placa se

sita a 1 in (25,4mm) de distancia de la

placa, mientras que la toma posterior se

debe situar en el punto de mnima

presin, donde la vena alcanza sudimetro ms pequeo.


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Las tomas en la tubera se sitan a 2 1/2 y

8 dimetros de tubera respectivamente,

antes y despus de la placa de orificio.

3.- FORMULAS

3.1.-Nmero de Reynolds

Donde,

V: velocidad media

D: dimetro

: viscosidad

3.2.-Caudal

Donde,

V: velocidad

A: rea

3.3.-Coeficiente de caudal

3.4.-Coeficiente de velocidad

4.- PROCEDIMIENTOEn se utiliz una que tena undimetro de 28 [mm], la cual tenainstalada una Placa Orificio y un

Tubo de Venturi. Adems se cont

con un estanque de depsito para

medir el caudal real, un manmetrodiferencial utilizado para medir las

diferencias de alturas piezomtricas y

un cronmetro para medir el tiempo.

Se trabajo con agua a temperaturaambiente, impulsada con la ayuda deuna pequea bomba.

.

5.- DATOS

Dimetro delorificio

14 (mm)

Dimetro dela garganta

14 (mm)

Dimetro dela caera

28 (mm)

Densidad delagua

999 (Kg/m3)

Viscosidadcinemtica

Segn T

Largo delestanque

625 (mm)

Ancho delestanque

340 (mm)

5.-PROCEDIMIENTOEXPERIMENTAL

5.1 Experiencia N1.Se trabajo con la placa orificio1. Se debe verificar si las conexiones del

Loop Hidrulico estn ajustadas yestancas.

2. Se conecta el manmetro diferencialen los extremos de la placa orificio.

3. Se enciende la bomba para hacer fluiragua a travs de la tubera.

4. Se abre la vlvula de salida.


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5. Se llena el estanque, tomando eltiempo que demora, obteniendo as el

flujo volumtrico (seccin del

estanque .)6. Observar la diferencia de altura

piezomtrica que indica el manmetro

diferencial.

7. Repetir los pasos 4 a 6 para realizar 5mediciones mas.

Tablas:

1 0,010625 30,23 0,0003512 0,010625 32,61 0,0003253 0,006375 23,54 0,0002704 0,00425 19,39 0,0002195 0,00425 34,02 0,000124

Ahora se muestran las lecturas del

manmetro diferencial para ambos lados

de la placa teniendo ( , enm.c.A.)

1 0,569 0,041 0,528

2 0,535 0,095 0,44

3 0,488 0,169 0,319

4 0,446 0,234 0,212

5 0,387 0,326 0,061

Obtencin del nmero de Reynolds

D: es el dimetro del orificio de la placa

el cual mide 0,014 [m]

: es la viscosidad cinemtica del agua,para este caso

. Adems

del nmero de Reynolds se tabulan los

valores de y vistos en el MarcoTerico.

NOTA:

1 27990,24 0,7090 0,6865

2 25947,41 0,7200 0,6972

3 21566,99 0,7029 0,6806

4 17455,29 0,6978 0,6757

5 9948,79 0,7415 0,7179

Grfico de v/s

0

20.000

40.000

0,69 0,69 0,68 0,67 0,72

Reynolds

coeficiente de velocidad

Coeficiente de velocidad vs nmero

de Reynolds


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Grfico de v/s

5.2.-Experiencia N2.

Utilizando el Tubo de Venturi.

Desarrollo:1. Se conecta el manmetro diferencial

en los extremos del tubo de Venturi.

2. Se abre la vlvula de salida.3. Se procede a llenar el estanque,

observando la altura midiendo el

tiempo que se demora.

4. Observar la diferencia de alturapiezomtrica que marca el manmetro

diferencial.

5. Repetir pasos 2 a 4 para cada una delas 5 mediciones.

Resultados:

1 0,01065 28,54 0,00037222 0,010625 33,19 0,00032013 0,010625 36,08 0,00029444 0,010625 50,2 0,00021165 0,00425 32,7 0,0001299

Lecturas del manmetro diferencial para

ambos lados de la placa ( , enm.c.A.)

1 0,598 0,04 0,558

2 0,56 0,092 0,468

3 0,535 0,127 0,408

4 0,45 0,244 0,206

5 0,399 0,315 0,084

Obtencin del numero de Reynolds y de

los valores Cq y CvNOTA:

1 29647,696 0,7306 0,7074

2 25493,981 0,6860 0,6642

3 23451,919 0,6758 0,6544

4 16855,483 0,6836 0,66195 10350,405 0,6574 0,6365

A continuacin se representan los

grficos de:

0

10.000

20.000

30.000

0,71 0,72 0,71 0,69 0,74

Reynolds

coeficiente de caudal

Coeficiente de caudal vs nmero de

Reynolds


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Grfico de v/s

Grfico de v/s

6.-CONCLUSIONESGracias a ambas experiencias se puede

llegar a la conclusin que las velocidades

y caudales no superan la unidad, es decir

que oscilan entre valores de 0 a 1. El

valor del caudal en ambas experiencias va

desde el 0,0001 al 0,0003 aprox., este

fenmeno se debe a que el Caudal Real

no puede ser mayor al Caudal Terico, lo

cual es bastante obvio ya que el caudal

terico no considera las prdidas de

energa que experimenta el fluido. La

placa de orificio se diferencia del tubo de

venturi en que el dimetro disminuye

abruptamente en cambio en el segundo lo

hace paulatinamente, por lo que la

perdida de energa en el tubo de venturi es

menor a la de la placa orificio.

7.-BIBLIOGRAFA Pauta de laboratorio 3, Medicin de

caudales, Dpto. Ing. Mecnica, U. de

la Serena. Mecnica de los Fluidos, edicin,

Merle C.Potter & David Wiggert. http://es.wikipedia.org/wiki/Flujo

_incompresible#Fluido_incompre

sible

http://html.rincondelvago.com/mecanica-de-fluidos.html

0

10000

20000

30000

0,73 0,69 0,68 0,68 0,66

Reynolds

Coeficiente de caudal

Coeficiente de caudal vs nmero de

Reynolds

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

0,710,660,65 0,66 0,64

Reynolds

Coeficiente de velocidad

Coeficiente de velocidad vs nmero

de Reynolds
http://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_incompresible#Fluido_incompresiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_incompresible#Fluido_incompresiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_incompresible#Fluido_incompresiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_incompresible#Fluido_incompresiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_incompresible#Fluido_incompresiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_incompresible#Fluido_incompresiblehttp://html.rincondelvago.com/mecanica-de-fluidos.htmlhttp://html.rincondelvago.com/mecanica-de-fluidos.htmlhttp://html.rincondelvago.com/mecanica-de-fluidos.htmlhttp://html.rincondelvago.com/mecanica-de-fluidos.htmlhttp://html.rincondelvago.com/mecanica-de-fluidos.htmlhttp://html.rincondelvago.com/mecanica-de-fluidos.htmlhttp://html.rincondelvago.com/mecanica-de-fluidos.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_incompresible#Fluido_incompresiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_incompresible#Fluido_incompresiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_incompresible#Fluido_incompresible

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