Contenido1. Introducción.......................................................................................................2

2. Objetivo de la práctica:......................................................................................3

3. Marco Teórico....................................................................................................3

4. Equipos, Instrumentos y Material Utilizado........................................................6

4.1 Tubo Venturi:..................................................................................................6

4.2 Banco volumétrico..........................................................................................7

4.3 Cronómetro.....................................................................................................7

4.4 Termómetro....................................................................................................8

5. Procedimiento de la Práctica.............................................................................8

5.1 Tabla de Datos............................................................................................9

6. Datos, Observaciones y Cálculos......................................................................9

7. Análisis de Resultados....................................................................................11

8. Conclusiones...................................................................................................11

9. Bibliografía.......................................................................................................11

1. Introducción

2. Objetivo de la práctica:

Esta práctica tiene como objetivo que nosotros como estudiantes podamos deducir

la fórmula del venturímetro partiendo de la medición de un caudal real y uno

teórico basado en el principio de la conservación de la masa y el principio de la

conservación de la energía cinética avocando a la ecuación de Bernoulli.

3. Marco Teórico

El tubo 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. La aplicación clásica de medida de velocidad de un fluido consiste

en tubo formado por dos secciones cónicas unidas por u tubo estrecho por el que

el fluido se desplaza consecutivamente a mayor velocidad. La presión en el tubo

venturi puede medirse por un tubo vertical en forma de U conectando la región

ancha y la canalización estrecha.

El tubo venturi consta de una sección inicial con el mismo diámetro que el de la

tubería en que se va a realizar su instalación, una sección cónica convergente,

una garganta cilíndrica donde se instala uno de los piezómetros y una sección

cónica divergente gradual, hasta alcanzar nuevamente el diámetro original de la

tubería. El otro piezómetro está instalado un poco antes de la sección cónica

convergente, en el inicio del venturímetro.

i

Es posible determinar una diferencia de presiones entre la sección inicial del tubo

y la sección más contraída, en la garganta, conectando un manómetro diferencial

entre estos dos puntos.

El tamaño del medidor venturi se da con el diámetro de la tubería en la cual se va

a instalar el dispositivo y con el diámetro de la garganta.

En el venturímetro, el planteamiento de la ecuación de Bernoulli las presiones en

la sección aguas arriba y en la garganta son presiones reales y las velocidades

son velocidades teóricas.

Q=A∗V

z1+h1+v12

2 g=z2+h2+

v22

2g

A1∗v1=A2∗v2

v1=A2∗v2A1

i Imagen tomada de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Venturifixed2.PNG

Relacionando también las alturas tenemos entonces:

v2=√ (h1−h2)∗2g

(1− A22

A12 )

4. Equipos, Instrumentos y Material Utilizado

El venturímetro está instalado en un tablero piezométrico para medir las presiones

estáticas en los diferentes puntos del medidor. El agua es suministrada desde un

banco hidráulico tipo volumétrico y es regulado por una válvula de suministro o

válvula para control de caudal.

4.1 Tubo Venturi: De a lo largo del cual se hallan instalados once tubos

piezométricos.

ii

ii

4.2 Banco volumétrico

4.3 Cronómetro

4.4 Termómetro

5. Procedimiento de la Práctica

Reconocimiento del equipo.

Poner en funcionamiento la motobomba, con las válvulas de paso

totalmente cerradas, se van abriendo lentamente y se toman los respectivos

volúmenes en un tiempo determinado, para el cálculo del caudal (Q) (se

toman dos tiempos y dos volúmenes y se sacan promedios).

Se igualan las presiones en los piezómetros.

Hacer circular el caudal por el sistema, determinar su magnitud, observar y

analizar detenidamente la línea piezométrica y, con base en la información

disponible, dibujar la línea de energía.

Se toma el tiempo que tarda en llenarse determinado volumen (5L).

Se mide la altura en cada uno de los piezómetros, de terminando la presión.

Se miden las diferencias de presiones.

Se calcula la velocidad 2 y posteriormente la velocidad 1 por medio de las

diferentes fórmulas.

Se determinan los caudales reales y teóricos.

Obteniendo los caudales se determina el coeficiente ventury.

5.1 Tabla de Datos

Volumen (L)

Tiempo

(s)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

5 20 240 238 216 178 184 204 214 222 224 228 2325 13,02 246 238 182 90 114 160 184 200 210 220 2265 10,35 250 238 150 10 50 118 156 182 196 206 212

6. Datos, Observaciones y Cálculos

Con los datos de volumen y tiempo hallamos los tres caudales y el caudal

promedio, con la fórmula siguiente:

Q=Volúmentiempo

Q (L/s) Q (m3/s) Q promedio

0,25 0,00025

0,000372370,38402458 0,00038402

0,48309179 0,00048309

Qpromedio=0,00030908

Ahora necesitamos calcular el caudal teórico, para ello necesitamos calcular la

velocidad 2 con la siguiente ecuación, obtenida de la ecuación de Bernoulli y la

conservación de la materia.

V 2=√ 2g(h1−h2)1−( A2A1 )2

Sabiendo que las áreas usadas en el montaje del tubo Venturi son:

A1=530,9mm2=0,0005309m2

A2=201,1mm2=0,0002011m2

Volume

n

tiemp

o Qr (L/s) Qr(m3/s)

h1

(mm)

h2

(mm)

h1-h2

(mm) (a2/a1)^2 v2 Qt C=qt/qr

5 20 0,25 0,00025 240 178 62

0,1434824

2

1,1917281

7

0,00023965

7

0,9586261

4

5 13,02

0,3840245

8

0,0003840

2 246 90 156

0,1434824

2

1,8903562

6

0,00038015

1

0,9899122

8

5 10,35

0,4830917

9

0,0004830

9 250 10 240

0,1434824

2

2,3446983

7

0,00047151

9 0,976044

Hallando el promedio entre los diferentes C obtenidos se obtiene:

C=0,97486081

Lo cual nos indica que está en el rango correcto de C medido en laboratorio el cual

está comprendido entre 0,92 y 0,99.

7. Análisis de Resultados

Se puede deducir con el cálculo de C, que el caudal teórico contempla las

perdidas en la tubería, mientras que el caudal real no. Por lo tanto se puede decir

que el caudal teórico es un 97% del caudal real y el 3% son pérdidas.

Se puede ver que en montaje utilizamos presiones, y con respecto a los

laboratorios anteriores, se puede ver que en este caso hay pérdidas por reducción

y ampliación de áreas al igual que las pérdidas por fricción en la tubería.

Se puede ver mediante los resultados, que el coeficiente C deprende del régimen

de flujo del fluido es decir el número de Reynolds y de la geometría real que

corresponde al medidor, por lo tanto se pueden comparar número de Reynolds y

coeficiente C en un gráfico.

8. Conclusiones

El tubo Venturi es la herramienta que nos permite en la práctica medir la velocidad

de un fluido en una tubería trabajando a presión y de igual forma nos permite

determinar el caudal que circula por el conducto.

Se logró deducir la ecuación de la velocidad a partir de la ecuación de Bernoulli y

de la conservación de la materia para aplicarla en el montaje del tubo Venturi, para

encontrar el caudal teórico y ver la relación entre teórico y real llamada coeficiente

de Venturi.

9. Bibliografía