informe

 UNIVERSIDAD CATOLICA ANDRES BELLO
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA INDUSTRIAL
LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS





INFORME PRÁCTICA N°4
FLUJO A TRAVÉS DE UNA PLACA ORIFICIO Y CONSERVACIÓN DE MOVIMIENTO.





MARCO TEÓRICO
En mecánica de fluidos el principio de la cantidad de movimiento permite determinar entre muchas cosas, la fuerza de interacciónfluido-estructura y los efectos de cambio de cantidad de movimiento en un cuerpo por efecto de un fluido. El principio matemático y físico que sustenta estos análisis parte de la ecuación de transporte de Reynolds.
Para aplicar la ecuación de cantidad de movimiento a un fluido se debe recurrir a un diagrama de cuerpo libre (DCL) en el cual el sistema de interés esté aislado de sus alrededores, sustituyendola influencia de los mismos por medio de fuerzas.
La placa de orificio es el elemento primario para la medición de flujo más sencillo, es una lámina plana circular con un orificio concéntrico, excéntrico o segmentado y se fabrica de acero inoxidable, la placa de orificio tiene una dimensión exterior igual al espacio interno que existe entre los tornillos de las bridas del montaje, el espesor deldisco depende del tamaño de la tubería y la temperatura de operación, en la cara de la placa de orificio que se conecta por la toma de alta presión, se coloca perpendicular a la tubería y el borde del orificio, además, se le suelda a la placa de orificio una oreja, para marcar en ella su identificación, el lado de entrada, el número de serie, la capacidad, y la distancia a las tomas de presiónalta y baja. En ocasiones a la placa de orificio se le perfora un orificio adicional en la parte baja de la placa para permitir el paso de condensados al medir gases, y en la parte alta de la placa para permitir el paso de gases cuando se miden líquidos.
Con las placas de orificio se producen las mayores pérdidas de presión en comparación a los otros elementos primarios para medición de flujo máscomunes, con las tomas de presión a distancias de 2 ½ y de 8 diámetros antes y/o después de la placa se mide la pérdida total de presión sin recuperación posterior. Se mide la máxima diferencial posible con recuperación de presión posterior y, con tomas en las bridas se mide una diferencial muy cerca de la máxima, también con recuperación de presión posterior.
La caída de presión de un orificio,tobera, Venturi, u otro dispositivo con un dinamómetro de paso fijo en una tubería es una función de la velocidad de flujo. A medida que aumenta o disminuye el caudal, la caída de presión varía exponencialmente con el cambio en la velocidad de flujo. Si la velocidad de flujo se duplica, la caída de presión se cuadruplica. A la inversa, si la velocidad del flujo disminuye a la mitad, la caída depresión disminuye a un cuarto de la caída. Cuando se mide el cambio en la caída de presión , la velocidad del flujo está implícita.
En los primeros días, una placa de orificio era instalada en la línea de flujo y un simple manómetro de tubo en “u” era instalado para observar la diferencia de presión a través del orificio, el tubo en “u” se llenaba típicamente con agua, la diferencia de altura en elagua de una pierna contra la otra indicaba la diferencia de presión. El relleno era a veces de mercurio y hasta los momentos hay varios laboratorios que utilizan el mercurio.
El diferencial de presión creado depende del tipo de restricción utilizada, con una placa orificio la contracción de flujo es abrupta, con una boquilla de flujo es más gradual. La relación entre la presión diferencialmedida y la tasa de flujo es una función de las ubicaciones de las tomas, el tipo particular de restricción utilizada y las tuberías asociadas corriente arriba y corriente abajo. A medida de que la instrumentación cambio y se hicieron mejoras, un transmisor de presión diferencial sustituye al tubo en U. pero las mediciones de flujo diferenciales son las más comúnmente utilizadas, estos miden el flujo...