laboratorio 4 -informe - flujo a traves de un venturimetro

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UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL, INFORMÁTICA Y DE SISTEMAS LABORATORIO N°4 “FLUJO A TRAVES DE UN VENTURIMETRO” Integrantes: Constanza Armijo Álvaro Chang Karen Guerrero Edith Mamani Paulina Santibáñez Asignatura: Laboratorio Mecánica de Fluidos. Profesor: Diego Benavidez

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Page 1: Laboratorio 4 -Informe - Flujo a Traves de Un Venturimetro

UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ

ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA

INDUSTRIAL, INFORMÁTICA Y DE SISTEMAS

LABORATORIO N°4

“FLUJO A TRAVES DE UN VENTURIMETRO”

Integrantes:

Constanza Armijo

Álvaro Chang

Karen Guerrero

Edith Mamani

Paulina Santibáñez

Asignatura:

Laboratorio Mecánica de Fluidos.

Profesor:

Diego Benavidez

Page 2: Laboratorio 4 -Informe - Flujo a Traves de Un Venturimetro

Conservación de la cantidad de movimientoLaboratorio n°4

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN.....................................................................................................3

Capítulo I:.................................................................................................................4

“Aspectos Preliminares”...........................................................................................4

Objetivos del Laboratorio:.....................................................................................4

Capítulo II:................................................................................................................5

“Fundamento Teórico.”.............................................................................................5

Capítulo lIl:...............................................................................................................7

“Instrumentos y su Funcionamiento”........................................................................7

Capítulo IV:...............................................................................................................9

“Descripción del método de ensayo o de medición específico para cada experiencia realizada y resultados obtenidos.”........................................................9

Conclusión..............................................................................................................18

“Bibliografía”...........................................................................................................19

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Conservación de la cantidad de movimientoLaboratorio n°4

INTRODUCCIÓN

En la práctica anterior se estudió, como medir caudales con la ayuda del

banco hidráulico el cual provee las facilidades necesarias para soportar un

comprensible rango de modelos hidráulicos los cuales han sido diseñados para

demostrar un aspecto particular de la teoría de fluidos. En esta práctica estaremos

estudiando el medidor de Venturi conocido como (venturimetro).

El medidor de Venturi fue inventado por el ingeniero estadounidense

Clemans herschel (1842-1930) y nombrado por el en honor al italiano Giovanni

Venturi (1746-1822) por sus trabajos pioneros a cerca de las secciones cónicas de

flujo. El medidor de Venturi se utiliza para medir taza de flujo de descarga en una

tubería, o sea la cantidad de agua en volumen que está pasando a través de una

tubería en la unidad de tiempo.

La función básica del tubo de Venturi consiste en producir un

estrangulamiento en la sección transversal de la tubería, el cual modifica las

presiones en las secciones aguas arriba y en la garganta, las cuales son presiones

reales. De manera que a partir de la ecuación de Bernoulli es posible obtener la

velocidad teórica en dicha garganta, que al multiplicarla por su área permite

determinar la descarga teórica (caudal). Para determinar el caudal teórico, solo

necesitamos dos lecturas piezometrica, la de la entrada y la de la garganta. Los

tubos a través de todo el venturimetro nos indican el comportamiento de la

distribución de las presiones a través del mismo.

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Conservación de la cantidad de movimientoLaboratorio n°4

Capítulo I:

“Aspectos Preliminares”

Objetivos del Laboratorio:

Determinación del coeficiente de un Venturímetro.

Comparación de flujo ideal y real.

Determinar la distribución de presión en el Venturímetro y compararla con la ideal.

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Capítulo II:

“Fundamento Teórico.”

Teorema de   Bernoulli: “Ecuación de la energía”

La forma más conocida del teorema de Bernoulli es:

La suma de los tres términos es constante a lo largo de una línea de corriente en

un movimiento permanente e irrotacional (para un fluido ideal).

Cada uno de los tres términos tiene las dimensiones de una energía por unidad

de peso del fluido. 

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Conservación de la cantidad de movimientoLaboratorio n°4

Al primer término V²/2g , se le conoce con el nombre de energía de velocidad o

energía cinética y representa la altura desde la que debe caer libremente un

cuerpo, que parte del reposo, para adquirir la velocidad V .

Los otros dos términos son la altura de presión y la elevación. Su suma representa

la energía potencial y constituye la cota piezométrica.

El teorema de Bernoulli significa que para una línea de corriente la suma de la

energía cinética y la potencial es constante.

En una tubería o en un canal cada línea de corriente tiene un valor propio para la

suma de Bernoulli. Su representación gráfica a lo largo de una línea de corriente

es la siguiente

En un fluido ideal, (es decir sin viscosidad), la energía E en 1 es igual a la energía

en 2.

Para un fluido real habría una pérdida de energía entre 1 y 2. En realidad no es

energía perdida, sino transformada en calor debido a la fricción.

La ecuación de la energía para un fluido real es entonces

O bien,

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Conservación de la cantidad de movimientoLaboratorio n°4

V es la velocidad de la corriente, p la presión, z la elevación con respecto a

un plano horizontal de referencia (los subíndices 1 y 2 corresponden a cada una

de las dos secciones consideradas), γ es el peso específico del fluido, g la

aceleración de la gravedad.

E es la energía total,  es la disipación (pérdida) de energía entre las

secciones 1 y 2.

En un flujo paralelo se tendrá que la energía potencial (presión más elevación) es

constante para toda la sección transversal. La diferencia de energía entre una

línea de corriente y otra se debe a la variación de la velocidad. En un flujo paralelo

la distribución de presiones es hidrostática. 

Efecto Venturi

Fenómeno que se produce en una canalización horizontal y de sección

variable por la que circula un fluido incompresible, sin viscosidad y si la circulación

se lleva a cabo en régimen permanente.

De acuerdo con el teorema de Bernoulli, la velocidad en la parte estrecha

de la canalización tiene que ser mayor que en la ancha, y por estar ambas a la

misma altura, la presión en la parte ancha es mayor que en la estrecha. Por tanto,

cuando un fluido incrementa su velocidad sin variar de nivel, su presión disminuye.

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Conservación de la cantidad de movimientoLaboratorio n°4

Capítulo l I l :

“Instrumentos y su Funcionamiento”

Cronómetro Digital (resolución 1/100 seg.)

Tiempo transcurrido y tiempo fraccionado. Hora, calendario y alarma. Resolución 1/100, dígitos 8mm. Con cordón.

(Imagen 1: Fotografía de cronómetro digital)

Venturímetros:

Un tubo de Venturi es un dispositivo inicialmente diseñado para medir la

velocidad de un fluido aprovechando el efecto Venturi. Sin embargo, algunos se

utilizan para acelerar la velocidad de un fluido obligándole a atravesar un tubo

estrecho en forma de cono. El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una

pérdida de presión al pasar por él un fluido. En esencia, éste es una tubería corta

recta, o garganta, entre dos tramos cónicos. La presión varía en la proximidad de

la sección estrecha; así, al colocar un manómetro o instrumento registrador en la

garganta se puede medir la caída de presión y calcular el caudal instantáneo, o

bien, uniéndola a un depósito carburante, se puede introducir este combustible en

la corriente principal.

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Capítulo I V :

“Descripción del método de ensayo o de medición específico para cada experiencia realizada y resultados obtenidos.”

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Conclusión

Por medio de esta práctica, aprendimos como analizar por medio del principio de flotación de Arquímedes las diferentes formas de calcular pesos, volúmenes y fuerzas de empuje de un cuerpo flotante. 

En este experimento nos dimos cuenta que la estabilidad depende sobre todo del centro de gravedad, el centro de flotación y su ubicación en el cuerpo flotante.

Desde el punto de vista del diseño y construcción de barcos y elementos flotantes no solo deben hacerse estudios sobre la flotación del objeto, sino también sobre su estabilidad, porque por más que flote si un cuerpo no es capaz de resistir ciertos movimientos laterales, se volcará.

Cuando el centro de gravedad de un cuerpo sumergido neutralmente flotante no está alineado en la dirección vertical con el centro de flotación B, del cuerpo, no se encuentra en estado de equilibrio y giraría hasta alcanzar su estado estable, inclusive sin perturbación

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