Práctica #4

Medidores de Flujo

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

Objetivo General:

Determinar el coeficiente de caudal de una placa de orificio, Venturímetro y medidor de Codo.

Objetivos Específicos:

Deducir las ecuaciones para venturímetro y placa de orificio para flujo incompresible.

Deducir las ecuaciones para venturímetro y placa de orificio para flujo compresible. Aplicar la ecuación de Bernoulli y el principio de continuidad.

ESQUEMA DE LA PRÁCTA

Probtaaa

Banco hidráulicoMedidor de caudales

Medidor de flujoVenturímetro

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Y MATERIAL

Banco Hidráulico.- Es un equipo, el cual sirve para hacer simulaciones de canales. También existen los Bancos Hidráulicos 9092 los cuales sirven para medir la presión del agua y se deben contar con máquinas para determinar Flujo Laminar y Flujo Turbulento.

←Banco Hidráulico 9092

Medidor tipo turbina:

¿Cómo trabaja? → Cuando el flujo de líquido o gas atraviesa la turbina, mueve un impeler que es monitoreado por un rayo infrarrojo, sensores foto eléctricos, o magnetos. Un pulso eléctrico se genera y se convierte en una salida de frecuencia proporcional a la tasa de flujo. ¿Se puede utilizar un medidor de flujo tipo turbina con pequeñas partículas? → No. Los medidores de flujo tipo turbina son excelentes utilizados con fluidos limpios, y líquidos de baja viscosidad. ¿Qué sucede si tengo aire en el líquido? → Algunos medidores de flujo tipo turbina pueden utilizarse con aire. Sin embargo, si existen

Codo Placa de orificio

burbujas de aire o vapor insertas en el líquido, la lectura será inexacta. Deberá existir un flujo laminar (estable) en la sección cruzada de la tubería. ¿Cuáles son las ventajas de utilizar un medidor de flujo tipo Turbina? 1.- Buena exactitud con los líquidos2.- Fácil instalación y mantenimiento3.- Señal de salida para totalizar4.- Disponibles para tasas bajas de flujo ¿Cuáles son las limitaciones de utilizar un medidor de flujo tipo turbina? 1.- Sensible a los cambios de viscosidad2.- Requiere una distancia de tubería recta3.- Solo para líquidos y gases limpios

CODOS.-. son accesorios de forma curva que se utilizan para cambiar la dirección del flujo de las líneas tantos grados como lo especifiquen los planos o dibujos de tuberías. TIPOS. Los codos estándar son aquellos que vienen listos para la pre-fabricación de piezas de tuberías y que son fundidos en una sola pieza con características especificas y son:

Codos estándar de 45°

Codos estándar de 90°

Codos estándar de 180°

TABULACIÓN DE DATOS

Cuadro #1.- Datos Experimentales

Corrida Q(cm3/s) h1(mm) h2(mm) h1(mm) h2(mm) h1(mm) h2(mm)1 155.3 64 54 68 1 17 152 161.39 151 140 131 70 100 963 215.62 287 272 264 181 222 216

Fuente: Elaboración propia

TABULACIÓN DE RESULTADOS

Cuadro #2.- Determinación del error relativo porcentual en la altura

Corrida Cq(venturímetro) Cq(placa de orificio) Cq(codo)

1 0,8169 0,3156 1,82092 0,8094 0,3437 1,33813 0,9261 0,3937 1,4596

Promedio 0,8508 0,3510 1,5395

Fuente: Elaboración propia

CONCLUSIONES, OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFÍA

Joseph Franzini-John Finnemore, “Mecánica de Fluidos con aplicaciones en Ingeniería, McGrallHill, 9na Edición.Wiki pedía la enciclopedia libre, 2009, “Presión”, Extraído del Url: es.wikipedia.org/wiki/PresiónEscolarred,2009,”Hidrostatica”,ExtraidodelUrl:http://www.escolared.com.ar/nuevacarpeta/hidrostatica.htmKalipedia,2009,”Flexometro”,ExtraidodelUrl:bo.kalipedia.com/tecnologia/tema/dibujo/flexometro.html?x=20070822klpingtcn_166.Kes&ap=1 - 34k –Ranald V. Giles (1962); “Mecánica de los Fluidos e Hidráulica, 2da. Edición”, Serie de Compendios Schaum, Editorial McGRAW-HILL / Interamericana de México, S.A. de C.V.

CUESTIONARIO

1. Deducir la ecuación para venturímetro y placa de orificio para flujo incompresible.

VENTURÍMETRO

VENTURÍMETRO

Escribiendo la ecuación de Bernouilli entre las secciones 1 (entrada) y 2 (garganta) de la figura, para el caso ideal se obtiene

Despejando V1=(A2/A1)V2 de la ecuación de continuidad y sustituyendo en la expresión anterior se obtiene una expresión para la velocidad ideal en la garganta

Como existe una cierta perdida por fricción entre las secciones 1 y 2, el valor de la velocidad real V2 es ligeramente menor que el valor ideal dado por esta expresión. Por tanto, se introduce un coeficiente de descarga C, de manera que el caudal bien dado por CQ o

PLACA DE ORIFICIO

PLACA DE ORIFICIO

Escribiendo la ecuación de Bernouilli entre las secciones 1 del chorro y su vena contracta, la sección 2 es

V1 y V2, se relacionan por medio de la ecuación de continuidad así como por el coeficiente de contracción Cv=A2/Ao

Eliminándose V1

Y resolviendo para V2

Al multiplicar por el area del chorro, CvAo, se obtiene la descarga real Q

Y finalmente al multiplicar por el area del chorro, CvAo, se obtiene la descarga real Q.

Debido a la dificultad para determinar los dos coeficientes por separado se emplea una formula simplificada

2. Deducir la ecuación para placa de orifico para un fluido compresible (Isotérmico).

La expresión de la continuidad para el flujo estacionario de un fluido compresible es:

13.5

Si la transferencia de calor es cero. La ecuación de la energía puede escribirse como