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
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
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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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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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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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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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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