Estudio Y Patronamiento De Orificios Y Boquillas

INFORME LABORATORIO DE HIDRAULICA
“ESTUDIO Y PATRONAMIENTO DE ORIFICIOS Y BOQUILLAS”

OBJETIVOS:
Conocer la clasificación y usos de los orificios y boquillas.
Determinar el caudal que pasa a través de un orificio y de una boquilla.
Determinar las ecuaciones y curvas de patronamiento de orificios y de boquillas.

GENERALIDADES:
El orificio se utiliza para medir el caudal que sale deun recipiente o pasa a través de una tubería. El orificio en el caso de un recipiente, puede hacerse en la pared o en el fondo. Es una abertura generalmente redonda, a través de la cual fluye líquido y puede ser de arista aguda o redondeada. El chorro del fluido se contrae a una distancia corta en orificios de arista aguda. Las boquillas están constituidas por piezas tubulares adaptadas a losorificios y se emplean para dirigir el chorro líquido. En las boquillas el espesor de la pared e debe estar entre 2 y 3 veces el diámetro del orificio.

PROCEDIMIENTO GENERAL:
Inicialmente se determino la altura de caída “Y” y se estableció la forma geométrica del orificio y la boquilla. Luego se abrió la válvula para determinar la carga hidráulica y se espero a que se estabilizara, para medirel diámetro del chorro del orificio, los caudales de salida, los cuales se midieron con ayuda de una probeta y un cronometro, y la longitud de alcance “X” tanto en el orificio como en la boquilla.
Este procedimiento se realizo 7 veces variando la carga hidráulica y al finalizar se determino la longitud de la boquilla.

DATOS Y CALCULOS.
Temperatura del agua 19,5 ℃
Viscosidad cinematica 1,014E -6

ORIFICIO
No Qr H x y
cm3/s cm cm cm
1 208,21 3,00 11,50 14,00
2 229,44 3,40 12,30 14,00
3 231,84 4,30 14,00 14,00
4 244,66 5,10 16,30 14,00
5 276,38 6,40 19,50 14,00
6 277,85 7,60 20,10 14,00
7 310,90 9,60 22,60 14,00



BOQUILLA
No Qr H x y
cm3/s cm cm cm
1 238,94 3,00 15,70 14,00
2 236,29 3,40 16,10 14,00
3 290,21 4,30 18,00 14,00
4 322,98 5,10 19,4014,00
5 357,20 6,40 21,20 14,00
6 380,41 7,60 24,00 14,00
7 426,04 9,60 24,50 14,00

Calculo del coeficiente de descarga Cdi tanto para orificio como para boquilla:



C_d= Q/(A_o √2gH)
A_o=(πD^2)/4=(π〖x2〗^2)/4=3.1416 cm^2
ORIFICIO
C_d1=208,21/(3.1416√(2*981*3))=0.729
BOQUILLA
C_d1=238,94/(3.1416√(2*981*3)) 0.992
Calculo el coeficiente de velocidad Cvi para cada caudal tanto paraorificio como para boquilla:
C_v=X/(2√YH)
ORIFICIO
C_v=11,50/(2√(14*3)) 0.946
BOQUILLA
C_v=15,70/(2√(14*3)) 1.147
Calculo para cada caudal el coeficiente de contracción Cci:
C_c=C_d/C_v
ORIFICIO
C_c=0.729/0.946=0.846
BOQUILLA
C_c=0.992/1,147=0,867
Número de Reynolds (Re) para cada caudal:
R_e=4VR/v
v (19,5°C)=0.01014 cm2/s
ORIFICIO
V1=208,21/3.1416=66,27 cm/s
R1=3.1416/6.2832=0.5cm
R_e=(4*66,27*0.5)/0.01014=13071
BOQUILLA
V1=238,94/3.1416=76,06 cm/s
R1=3.1416/6.2832=0.5 cm
R_e=(4*76,06*0.5)/0.01014=15001,97



Ecuación de Patronamiento:
C_d= Q/(A_o √2gH)
Q= 〖C_d A〗_o √2gH => 〖〖K = C〗_d A〗_o √2g
Q= KH^(1/2)
ORIFICIO
K= 0,729*3,1416√(2(981) )=101.444 〖cm〗^(5/2)/s
Q= 101,444 H^(1/2) (H en cm)
BOQUILLA
K= 0,992*3,1416√(2(981) )=138,042〖cm〗^(5/2)/s
Q=138,0422 H^(1/2) (H en cm)

Calculo de la pérdida (hp) de carga para cada caudal:

hp=H(1-〖C_v〗^2)
ORIFICIO
hp=3*(1-〖0.946〗^2 )=0.315m
BOQUILLA
hp=3*(1-〖1,147〗^2 )=0,946 m

Calculo del coeficiente de pérdida de carga ko :
K_o=1/〖C_v〗^2 -1
ORIFICIO
K_o=1/〖0.946〗^2 -1= 0.1174
BOQUILLA
K_o=1/〖1,147〗^2 -1= 0.239




Tablas resumen
orificio

boquilla


ORIFICIODiámetro del elemento (cm): 2
CALCULO DE CAUDALES Temperatura del agua (grados centígrados) = 19,5
N° Vol.(cm3) Tiempo (s) Caudal (cm3/s) Caudal promedio H x y
Vol/Tiempo (cm3/s) cm cm cm
1 1360 6,43 211,51 208,21 3,00 11,50 14,00
1000 4,88 204,92

N° OBSERVACIONES
2
2 1530 6,26 244,41...