Informe Medicion De Caudal

Universidad Técnica Federico Santa María
Departamento de Industrias

ILN221 – Gestión Energética I
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Informe de Laboratorio
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"Medición de Caudal"

Grupo 4:
NicolásHenríquez
Gerardo Melo
Alexis NaranjoNicolás Riffo

Profesor:
Gonzalo Severino.

15/08/2012


1. Introducción:
En esta experiencia se estudia el caudal de agua que fluye a través de una placa o bien de un tubo de Venturi (en donde se realiza el volumen de control) en un sistema cerrado para así verificar la ley de conservación de la masa y de energía.Conservación de la masa: La masa es una propiedad que se conserva y no se puede destruir en el transcurso del proceso, para el experimento se considera la masa que entra y sale del volumen de control donde dm/dt es la razón de cambio del flujo másico. Utilizando el balance de masa se obtiene la siguiente expresión:
min- mout=dmvc/dt
Si el flujo es estacionario la masa en el volumen de controlpermanece constante por lo que no varía en el tiempo por lo tanto:
min=mout
ρiViAi=ρoVoAo
Utilizando la ecuación de continuidad donde el caudal es igual a la velocidad por área del sistema se tiene que:
ρiQi=ρoQo
Donde ρ corresponde a la densidad del flujo [kg/m³], y Q es el caudal del fluido [m³/h], en este caso el agua.
Debido a que el agua se considera un flujo incomprensible, esdecir que el volumen de una masa dada de fluido no varía ante un cambio de presión, la ecuación anterior queda representada como se muestra a continuación:
Qi=Qo
Conservación de la energía: Al igual que la masa la energía no se destruye, sólo se transforma. El principio de conservación de la energía es que la energía transferida o extraída sea igual al cambio contenido de energía del sistema.Ein-Eout=dEvcdt=dQdt-dWdT
Para mecánica de fluidos la energía total del sistema corresponde a la suma de la energía potencial, cinética e interna, considerando las demás con un valor nulo.
En el sistema se considera el trabajo mecánico (realizado por máquinas), de presión (producido en la superficie del VC sobre una área) y los de tipo viscoso (producto entre vector de esfuerzo y velocidad)Por lo tanto juntando estas expresiones y asumiendo que el sistema tiene una entrada y salida, además de unidimensional queda finalmente como:
P1γ+V122g+z1=P2γ+V222g+z2+u2-u1-qg

Por lo tanto si las pérdidas de fricción no se consideran finalmente se llega a la ecuación de Bernoulli, expresado en alturas [m], donde P/ γ corresponde a la altura de presión, v²/2g la altura de velocidad y z laaltura de elevación.
P1γ+V122g+z1=P2γ+V222g+z2=Constante
Es importante destacar que esta ecuación presenta las siguientes restricciones:
* El flujo es permanente, por lo que se mantiene constante en el tiempo
* Flujo incompresible
* Flujo sin fricción
* Se considera sólo una línea de corriente
* Sin presencia de maquinas ni transferencias de calor
Al juntar laecuación de Bernoulli con la de continuidad se puede encontrar el caudal teórico del sistema:
Qteo=A22(P2-P1)/ρ1-(d/D)4
Debido a que el elemento deprimógeno es un obstáculo al flujo se considera un coeficiente de descarga que es menor a uno por lo que el caudal real se muestra en la siguiente ecuación:
Qreal=αA2(2P2-P1ρ)n
2. Objetivos:
- Verificar si se cumple la ecuación de balance de...