Aforo de tuberias (informe)

Alumno: José Adrián González
CI: 15372630
Día de realización: Lunes 30/09/02
Hora de realización: 2:00 PM
Grupo: Semana impar, 2º práctica
Escuela: Ingeniería Civil















Aforo de Tuberías













Apreciaciones



Cronómetro: 0.01 seg.
Termómetro: 1 ºC
Escala en recipiente receptor: 0.1 cm
Regleta: 1 cm
Piezómetro: 1 cm




MarcoTeórico

El concepto de gasto [Q], que circula por un conducto viene definido por el cociente del volumen del fluido que circula a través de una sección y el tiempo de paso de dicho volumen. La medición de gasto (aforo) y de la velocidad de las partículas en movimiento en una tubería se puede llevar a cabo mediante varios métodos, entre los cuales encontramos:


1.) Método Volumétrico: el gastopuede ser calculado estableciendo una relación entre el volumen de fluido almacenado en un recipiente debido al aporte de un chorro y el tiempo necesario para almacenar tal volumen. Debido que Q=V/t, donde V es el volumen llenado, o el producto de el área en planta del recipiente por la altura llenada, y t el tiempo necesario para tal llenado, se puede calcular un Q real para cada experiencia. Lavelocidad teórica de salida de flujo desde la boquilla de la tubería se calcula mediante la ecuación de continuidad Q=V.A donde Q es el gasto anteriormente calculado y A es el área de salida de la tubería.

2.) Método de la trayectoria: las coordenadas (X,Y) en un punto dado del chorro vienen expresadas por:




X = Vst (1)
Y = ½ gt2 (2)

de donde Vs es la velocidad de salida delchorro, t el tiempo que demora la partícula en viajar desde la salida hasta el punto (X,Y), y g la aceleración de gravedad. Pero como t=X/Vs entonces:

Y = Por tanto



El gasto teórico se corrige por un coeficiente Cg denominado coeficiente de gasto para obtener el gasto real: Q = Cg Vs As


3.) Medida directa de Va con el tubo de Pitot (piezómetro) introducido en la seccióncontraída se determina la velocidad real de Va:



aplicando el teorema de Bernoulli, obtenemos:



de donde Ds y Da son respectivamente diámetro de salida y el diámetro de la tubería, ha es la lectura del piezómetro altura y Cv es un coeficiente de velocidad que se obtiene de:











Procedimiento


En la práctica se buscaron los datos necesarios para calcular el gasto de latubería por el método volumétrico, piezométrico y por el método de la parábola.

Previamente se establecieron pautas a seguir en la obtención de datos: el volumen a llenar por el método volumétrico sería el producto del área del recipiente receptor (0.5 m2) por una altura de 10 cms. Se fijó como altura inicial y final las marcas de 4 y 14 cm en el recipiente receptor respectivamente, con lafinalidad de evitar errores de apreciación debido a la superficie irregular en el fondo del mismo. Además de esto se anotaron datos constantes del experimento, como los diámetros de la boquilla y del cuerpo de la tubería y se midió la altura de salida del chorro desde la boquilla de la tubería hasta el suelo.

Inicialmente se fijo la velocidad de flujo para que el piezómetro alcanzara una lectura de10 cm. Con esta misma velocidad de flujo se midió el alcance horizontal del chorro y el tiempo necesario para llenar el recipiente receptor.

El mismo procedimiento se repitió en ocho ocasiones, variando la velocidad del flujo mediante una llave presente en la tubería, observando que la lectura en el piezómetro variara en 10 cm para cada experiencia y midiendo los cambios en el alcancehorizontal del chorro y en el tiempo necesario para llenar el volumen establecido.












Cálculos y Resultados


Ejemplo (Experiencia #1):

Datos:

Diámetro de la tubería (Da): 5.8 cm.
Diámetro de salida (Ds): 1.6 cm.
Temperatura del agua: 20º C


(Datos Método Volumétrico)

Área del recipiente receptor (A): 0.5 m2 = 5000 cm2
Altura inicial dentro del recipiente...