2do laboratorio

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADA
COMANDANTE SUPREMO
HUGO RAFAELCHAVEZ FRIAS
NÚCLEO ZULIA
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I
MSc. Ing. Norelis C. Bello B.

MEDICIÓN DE CAUDAL POR EL MÉTODO VOLUMÉTRICO
Autores: María A. Mata C.I: 26.166.525
Jonathan Biñez Sección: 06-IPE-D02 Fecha derealización: 28/09/2014

Resumen: Siempre que se trabaja con un fluido, existe la necesidad de realizar un conteo de la cantidad que se transporta por un determinado punto, dentro de un tiempo específico para lo cual se utiliza medidores de flujo. La medición de caudal es uno de los más importantes aspectos cuando se requiere un óptimo control de un proceso dinámico. Determinar volúmenes en unidad detiempo y volúmenes totales permite a un sistema de control regular con alta precisión, las cantidades de sustancias que van a conformar un producto. El método volumétrico se basa en comprobar el cumplimiento de la ecuación de continuidad en el llenado de un tanque, para lo cual se aplicaron cálculos con datos teóricos y experimentales.

1. INTRODUCCIÓN TEORICA
Industrialmente es necesariocontrolar el caudal, de manera que es necesario medirlo a través de medidores de caudal.

El caudal es la velocidad media de las partículas directamente proporcionales (multiplicadas) al área transversal del tubo de la corriente. Y se expresa en metros cúbicos por segundo, en el sistema Internacional, o en litros por segundo.

El principio de conservación de la masa rige este método, en el cual ladensidad de los líquidos es constante.

La ecuación de continuidad se aplica tanto a fluidos compresibles, como no compresibles.

(EC. I)



Considerando la masa del fluido homogéneo dentro de un volumen móvil finito V(t) como:

(EC. II)
Desarrollando la ecuación de continuidad
∇, Multiplicando por elvolumen en términos de integral:



Se convierte a una integral de volumen en una integral de superficie, según el teorema de divergencia de Gauss:



Se trabaja con un fluido incompresible (ρ constante), por lo cual la ecuación de continuidad quedará expresada de la siguiente manera:


Donde
V= (Ecu III)



Debido a que es un tanque con sólo una entrada y su área transversal es constante,tenemos:



La entrada de fluido forma un ángulo con el vector de superficie, resolviendo el producto vectorial y resumiendo:



Despejando el diferencial de H:


(Ec. IV)

(Ec. V)


Donde
𝑄 El caudal.
Es el área del tanque,
ℎ La altura o nivel del tanque,
t el tiempo



Figura 1. Tanque y tubería de referencia.



2. DATOS EXPERIMENTALES.
Tabla 1b. Toma de Datos del Venturi
Abertura de laválvula

H1
(pulg.H2O)
H2
(pulg.H2O)
volumen (L)
tiempo
(s)
¼
1/2
3 ¾
30
40,4
1/2
-3
5
30
24,5
¾
-10 1/8
6 7/8
30
16,5
1
-13 7/8
9
30
14,3
1 ¼
-17 5/8
10 5/8
30
12,9
1 ¾
-21
11 5/8
30
11,9
2 ¼
-25
13
30
10,9


: Volumen.

Tabla 1c. Toma de Datos para la Placa Orificio
Abertura de la válvula

H1
(pulg.H2O)
H2
(pulg.H2O)
volumen (L)
tiempo
(s)
1
1/4
3 3/4
50
40,4
1 ¾
-2
5
50
24,5
2 ¼
-8 1/8
67/8
50
16,5
2 ¾
-10 7/8
9
50
14,3
3
-15 5/8
10 5/8
50
12,9
3 1/2
-20
11 5/8
50
11,9
4
-25
12,5
50
10,9






3. RESULTADOS.
Tabla 3. Resultado experimental placa orificio
t (s)
P2 – P1
(-)
Q ()
40,4
585,46
0,00124
24,5
1066,04
0,00204
16,5
2158,88
0,00303
14,3
2654,02
0,00350
12,9
3659,12
0,00388
11,9
4628,79
0,00420
10,9
5488,67
0,00459

Figura 1. Diferencial de Presión vs. Caudal (Q)

TablaTabla 5. Caudal vs Tiempo.








Tabla 6. Comprobación de Q y porcentaje de error







4. ANÁLISIS DE RESULTADOS.
En la figura Nº1 se puede observar la tendencia de la curva hacia una línea recta, evidenciando que los datos se ajustaron bien a la teoría donde nos dice que el volumen aumenta proporcionalmente con el tiempo cuando el caudal es constante, sin la presencia de un...