Mecánica de fluidos

Medición de flujos. Cálculos. Velocidad media. Caudal real y teórico. Coeficientes

  • Enviado por: Aldo Patricio Tassara Espinoza
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 11 páginas
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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA

MATROPOLITANA:

LABORATORIO N° 2

"MEDICION DE FLUJO EN VENTURI, TOBERA Y PLACA ORIFICIO"

Profesora:.................

Alumno: XXXXXXXXXXXXXX

Fecha:21 / 12 / 1999.

INTRODUCCION:

La medida del caudal es junto con la medida de la presión y la temperatura, la que se realiza con mayor frecuencia, en la industria y en los laboratorios de ensayo e investigación. Esto explica el desarrollo que ha experimentado la industria de medidas de caudales y la variedad de procedimientos e instrumentos que se han desarrollado para ello.

En general los medidores se pueden clasificar en tres tipos:

-OBSTRUCCION.

-GASTO VOLUMETRICO.

-EFECTO DE ARRASTRE.

En la presente experiencia se emplearan medidores de Obstrucción: VENTURI, TOBERA, PLACA ORIFICIO.

OBGETIVOS:

Generales:

Familiarizarse con los métodos de medición de flujo de fluidos incompresibles en conductos cerrados.

Específicos:

Medir gasto con venturi, tobera, placa orificio con un estanque volumétrico, medidor de desplazamiento positivo y manómetro.

Construir las curvas de calibración para los instrumentos, con los datos obtenidos en el laboratorio.

Analizar comparativamente la eficiencia de los instrumentos o métodos empleados para la medición de l flujo

ESQUEMA DE INSTALACION:

Descripción de materiales:

Venturi

Tobera

Placa Orificio

Manómetro diferencial

Especificaciones Técnicas:

El caudal debe mantenerse contante para los tres medidores al realizar cada registro de presión

El caudal se varia 8 veces, es decir se efectúan 8 lecturas de presión.

El volumen para medir el caudal cae en el estanque volumétrico considerando en nivel de llenado de 0.05 mt. Y este tiene un diámetro de 0.90 mt

Procedimiento Experimental:

1 Seleccionar los instrumentos o métodos de medición

2 Determinar mediante análisis las variables a medir

3 Tabular valores experimentales para varios gastos

4 Repetir pasos 2 y 3 para cada método o instrumento seleccionado

TABLA DE DATOS OBTENIDA EN LABORATORIO:

VENTURI

mmHg

TOBERA

mmHg

PLACA

ORIFICIO

mmHg

TIEMPO (sg)

TIEMPO

PROMEDIO (sg)

830

1305

515

13,75

13,59

13,44

13,59

790

1220

490

15,90

15,98

16,36

16,08

730

1150

440

16,58

16,47

16,30

16,45

695

1100

430

14,81

16,71

16,53

16,01

645

1040

400

16,27

16,57

17,53

16,79

610

970

370

15,31

16,61

16,00

15,97

510

830

310

18,28

19,17

19,41

18,95

310

510

180

25,77

25,29

26,24

25,76

200

340

110

31,78

31,63

33,49

32,30

80

160

50

46,22

47,24

48,33

47,26

DATOS CONOCIDOS:

VENTURI

TOBERA

PLACA ORIFICIO

" CAÑERIA

" 1 (mt)

0.014

0.014

0.029

0.042

" 2 (mt)

0.029

0.022

-

-

AREA (mt2)

0.154*10-3

0.154*10-3

0.661*10-3

1.39*10-3

TRANSFORMACION DE mm Hg a mt COLUMNA DE H2O:

760 mm Hg = 10 mt columna de H2O.

VENTURI

TOBERA

PLACA

ORIFICIO

10.92

17.17

6.77

10.39

16.05

6.44

9.60

15.13

5.78

9.14

14.47

5.65

8.48

13.68

5.26

8.02

12.76

4.86

6.71

10.92

4.07

4.07

6.71

2.36

2.63

4.47

1.44

1.05

2.10

0.65

CALCULO DE LA VELOCIDAD MEDIA (V):

Formula: V = (P / ) * (2 *9.8)

  • 1 - ( "1 / "2)4

VENTURI

TOBERA

PLACA

ORIFICIO

15.04

20.06

13.10

14.67

19.39

12.78

14.10

18.83

12.10

13.76

18.41

11.97

13.25

17.90

11.55

12.89

17.29

11.10

11.79

16.00

10.16

9.18

12.54

7.73

7.38

10.23

6.04

4.66

7.01

4.06

"1=0.014

"2=0.029

"1=0.014

"2=0.022

"1=0.029

"2=0.042

CALCULO DEL CAUDAL REAL (Qr):

Formula: Qr = V / T

Donde: V= volumen (mt3)

T= tiempo (sg)

V=  "2 h h=0.05 mt "=0.90 -->[Author:PC]! V = 0.0381

4f

TABLA CAUDAL REAL:

TIEMPO

PROMEDIO (sg)

Qr

(mt3/sg)

13,59

2.34*10-3

16,08

1.97*10-3

16,45

1.93*10-3

16,01

1.98*10-3

16,79

1.89*10-3

15,97

1.99*10-3

18,95

1.67*10-3

25,76

1.23*10-3

32,30

7.51*10-4

47,26

6.73*10-4

CALCULO DEL CAUDAL TEORICO (Qteo):

Formula: Q.teo.= V *A

Donde: V= velocidad media (mt / sg)

A= Area (mt2)

VENTURI

Q.teo.

TOBERA

Q.teo.

PLACA

ORIFICIO

Q.teo.

2.31*10-3

3.08*10-3

8.65*10-3

2.25*10-3

2.98*10-3

8.44*10-3

2.17*10-3

2.89*10-3

7.99*10-3

2.11*10-3

2.83*10-3

7.91*10-3

2.04*10-3

2.75*10-3

7.63*10-3

1.98*10-3

2.66*10-3

7.33*10-3

1.81*10-3

2.46*10-3

6.71*10-3

1.41*10-3

1.93*10-3

5.10*10-3

1.13*10-3

1.57*10-3

3.99*10-3

7.17*10-4

1.07*10-3

2.68*10-3

A=0.154*10-3

A=0.154*10-3

A=0.661*10-3

CALCULO DEL COEFICIENTE CAUDAL (Cv):

Formula: Cv = Qr / Q.teo.

VENTURI

Cv

TOBERA

Cv

PLACA

ORIFICIO

Cv

1.010

0.759

0.270

0.875

0.661

0.233

0.889

0.667

0.241

0.938

0.669

0.250

1.005

0.687

0.247

0.922

0.748

0.271

0.879

0.678

0.248

0.872

0.637

0.241

0.664

0.478

0.188

0.938

0.628

0.251

CONCLUCIONES:

Al observar la tabla de coeficientes de caudal y comparándolos entre si, se puede deducir que el medidor de gasto venturi, es el medidor que presenta los coeficientes más eficientes de los otros medidores analizados.

En al caso de los otros medidores no se observan valores eficientes, los valores son bajos. Lo que demuestra que los medidores tipo tobera y placa orificio son poco eficientes y las diferencias entre los caudales teóricos y los reales son no poco despreciables.

Finalmente el medidor de gasto venturi presenta una mayor fiabilidad en el momento de trabajar con datos provenientes de distintos métodos, lo cual minimiza la tendencia al error lo que se verifica con los altos índices de los coeficientes de caudal mostrados en la tabla anterior.

BIBLIOGRAFIA:

STREETER V."MECANICA DE FLUIDOS".

GUIA #2 LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS.