Economias3

 Universidad de La Serena
Mecánica De Fluidos I.






Laboratorio N° 3:


MEDICIONES DE CAUDALES








Introducción


En el siguiente informe se desarrollarán expresiones matemáticas, que nos permitirán obtener el valor del caudal transportado (valor teórico), siempre y cuando seconozca la geometría del sistema. Posteriormente se contrastarán los resultados obtenidos con mediciones de los caudales reales para rectificar o ratificar la validez de las expresiones obtenidas. Utilizando dos métodos los cuales son: ‘’tubo de Venturi’’ y ‘’placa de aforo’’ o ‘’placa de orificio’’. En esta práctica se comparará el uso de ambos tipos de medidores para obtener el caudal de agua quecircula por un circuito simple.




















Marco teórico
MEDICIÓN DE CAUDAL
Para la medición de caudal, en general existen dos áreas de interés:

Flujos Compresibles: cuya densidad no puede considerarse constante, dentro de este grupo están los flujos de fluidos compresibles tales como el vapor.

Flujos Incompresibles: cuya densidad puede considerarse constante(la mayoría de los líquidos). En este último grupo también es necesario observar la subdivisión en dos grandes áreas de interés:

-Flujos a superficie libre: donde la superficie del fluido está a la presión atmosférica, y el flujo se produce por diferencias de altura, este es el caso de canales, drenajes, acequias y ríos.
-Flujo en tuberías: donde el fluido ocupa toda la sección de laestructura que lo contiene, a una presión distinta a la atmosférica y el flujo se produce por diferencias de presión, como en tuberías o ductos de refrigeración.

MÉTODOS DE MEDICIÓN
Existen variados métodos de medición de flujo, destacándose vertederos, placas orificio, venturímetros, toberas, rotámetros. De los métodos ya nombrados, los que se utilizarán en las experiencias del laboratorio, serán laplaca orificio y el venturímetro.

Placa orificio. Método de aforo o medición de fluidos que puede utilizarse, tanto para medir flujos compresibles como incompresibles. Consiste en una obstrucción en forma de una placa con un orificio circular con cantos agudos en su parte central, que se inserta en el interior de la tubería donde se desea medir el flujo. La obstrucción provoca
una caída depresión entre los puntos que se encuentran antes y después de ella, y
aplicando la primera ley, se puede determinar el fluido que pasa por ella.

Tubo de Venturi. Método de medición que puede utilizarse tanto para medir fluidos compresibles como incompresibles. Consiste en un dispositivo similar a la placa orificio, con la diferencia siguiente, la placa orificio tiene una obstrucción brusca y eltubo de Venturi tiene una disminución de sección paulatina en la sección de la tubería,
seguida de un aumento paulatino hasta el diámetro original de la tubería.

VENTURÍMETRO
Un venturímetro consiste de tres partes: una convergente, otra de sección mínima o garganta y una sección divergente. La sección transversal del Venturi suele ser circular, pero puede tener cualquier otra forma. Elsiguiente esquema muestra un Venturímetro.






PLACA ORIFICIO
Una placa orificio consiste en una placa de metal, bronce, acero inoxidable entre otros materiales, que lleva un orificio circular de diámetro concéntrico con el eje de la tubería de diámetro D, donde se instala entre dos bridas provistas de las juntas de estanqueidad convenientes. Se mide la diferencia de presiones entre lasección 1 aguas arriba y la sección 2 aguas abajo, utilizándose un manómetro diferencial. La figura siguiente muestra una placa orificio:




Velocidad Teórica (Vt): Es la velocidad en la que no se ha tenido en cuenta el rozamiento del fluido con el fluido y el fluido con la periferia de la singularidad, llamado también pérdida de carga.

Caudal Teórico (Qt): Es el producto de la velocidad...