Descarga a traves de orificios

INTRODUCCION

En reservorios, recipientes y otros depósitos que contienen líquidos de baja viscosidad, en la mayoría de casos se desea descargar un gasto determinado. Para ello es necesario un orifico de pequeñas dimensiones (en comparación con la profundidad H) y de cualquier forma de sección, ya sea en el fondo o la pared lateral del recipiente; se supone que el nivel del agua en elrecipiente permanece constante por efecto del ingreso de un gasto idéntico al que se descarga; o por que posee un volumen muy grande. Los orificios en su mayoría son de pared delgada, pero no se debe dejar de mencionar la existencia de orificios de pared gruesa o aquellos que trabajan sumergidos. En el presente experimento de laboratorio se utilizara un tanque con orificio de pared delgada

OBJETIVOS* Determinar el valor de Cc, Cv, y Cd para el orificio del laboratorio.

* Establecer la curva de calibración del equipo (Q vs Ho)

REVISION BIBLIOGRAFICA
En un tanque lleno de un fluido (agua) en cuya base se encuentra un orificio que descarga ur chorro de fluido libremente. Las partículas de fluido se desplazan en líneas de flujo y en la proximidad del orificio se mueven aproximadamenteen dirección al centro del mismo; de modo que por efecto de su inercia, sufren una deflexión brusca que produce una contracción del chorro, a esta zona se le denomina sección contraída (Ac) y tiene una área inferior al del orificio (Ao). En esta sección las velocidades de las partículas son prácticamente uniformes y con un valor medio (Vo) el cual puede ser estimado aplicando la ecuación deenergía (Bernoulli) entre la superficie libre del fluido en el tanque y la salida del fluido a la altura del orificio.

Esquema de un equipo de orificio Aplicando la ecuación de energía a una línea de flujo entre los puntos 0 y 1 en un tanque con un orificio, siendo el punto 0 a la salida del orificio y el punto 1 sobre un nivel contante en contacto con la presión atmosférica, como se muestra en lafigura N° 1, se tiene:

H+P1γ+V122g=Zo+P0γ+V022g

Se ha considerado las presiones como atmosférica y la diferencia de posiciones como carga H
P1=P0=0=V1
Velocidad Teórica (Vo)
La ecuación de energía (1) quedará de la siguiente forma, considerada la carga de la velocidad ideal (Vo) del chorro de fluido
V022g=H0
Velocidad Real (Vr)
Como existe perdidas de energía en el paso del agua a travésdel orificio la velocidad real del chorro (Vr) será menor que la velocidad teórica (Vo) y puede ser calculado de la lectura del tubo pitot por la siguiente ecuación.
Vr22g=Hc
Siendo Hc la lectura en el pitot y (Ho -Hc) la perdida de energía en el orificio.
Coeficiente de Velocidad (Cv)
Está representada por la relación entre a la velocidad real y la ideal
Cv=AcA0=HcH0

Coeficiente deDescarga (Cc)
Es la relación entre el área contraída del chorro y el área del orificio
Cc=AcAo
Coeficiente de descarga (Cd)
Se define como la relación de la descarga actual o real y la descarga ideal. La descarga real e ideal respectivamente es:
Qr=VrAc=Ac2gHc
Qo=VoAo=Ao2gHo
Por lo tanto el coeficiente de descarga será;
Cd=QrQo=Ac2gHcAo2gHo=CvCc
Ecuación general de la descarga en orificiosFinalmente analizando la ecuación de descarga real se obtiene uan relación de Qr=f(Ho) que nos permitirá obtener la curva de calibración del orificio especifico del laboratorio.
Qr=CcCvAo2gHo
Donde Cc, Cv, Ao y 2g son constantes, la ecuación anterior toma forma
Qr=CHo1/2
En un caso más general, el exponente del segundo miembro de la ecuación no siempre será ½, casos experimentales de laboratorioel valor será diferente y dependerá del a precisión con que haya realizado el ensayo; pero siempre será próximo al valor teorico sea por defecto o exceso, con esa indicación la ecuación se podrá expresar como:
Qr=CHoB

EQUIPOS Y MATERIALES:
* Tanque lleno de fluido.
* Tubería de descarga.
* Calculadora.
* Fluido (agua)
DESCRIPCION DEL EQUIPO:
El equipo está formado por un...