Lab. ge1 medicion caudal

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  • Publicado : 26 de agosto de 2012
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La experiencia realizada consistió en medir caudal a través de la utilización de dos objetos de medición, la placa orificio y el tubo Venturi. Ambos instrumentos constan de dos elementos esenciales; un elemento que provoca una caída de presión (elemento deprimogeno), y un manómetro diferencial. En principio, cualquier estrechamiento del flujo provocado por una restricción del área de pasogenerara un aumento en la velocidad del flujo, y por ende una caída de presión, la cual es registrada por el manómetro diferencial (∆h), además se sabe que el caudal (Q) es función de la caída de presión (∆h), midiendo esta ultima podemos determinar el valor del caudal (Q). Es decir, logramos medir el caudal, en función de la caída de presión que provoca el aumento de la velocidad del flujo, el cual asu vez es provocado por una disminución del área de paso del objeto de medición.
1) Primero se presentan gráficos de caudales (Q) (experimental, teórico y real) v/s la caída de presión (∆P) para cada uno de los objetos de medición.
Placa orificio:
Los datos se presentan en la siguiente tabla:

Donde:
h1 y h2 representan las alturas respectivas registradas en los tubos del manómetrodiferencial
∆P representa de caída de presión (Pa), la cual se calculo de la siguiente forma:
∆P=∆h×ρ×g, con; ρ= 1000 (kg/mᶟ) y g= 9,81 (m/s²)
Los caudales Q (teórico y real) se calcularon a través de las siguientes formula respectivamente:

Según literatura: α= 1 (tubo venturi), α= 0,67 (placa orificio), n= 0,5

Grafico 1: Caudales v/s diferencia de presión (Placa orificio).
Tubo deVenturi:


Grafico 2: Caudales v/s Diferencia de presión (Tubo Venturi)
En ambos objetos de medición (placa orificio y tubo de Venturi) se observa que el caudal experimental es mayor que el teórico y esta a su vez es mayor al caudal real. Lo cual tiene sentido considerando que en el calculo del caudal teórico no se considera la perdida de carga provocada por el elemento deprimogeno del objeto demedición, el cual es un obstáculo al flujo. Mientras que en el calculo del caudal real esta perdida de carga si es considerada a través de la incorporación de un coeficiente de ajuste C, llamado coeficiente de descarga, siendo C menor a 1. Por lo tanto, el caudal real será siempre menor al caudal teórico, dada la perdida de energía o carga provocada por el elemento deprimogeno.
Se observa queambos caudales, tanto el teórico como el real, son mayores en el caso de la placa orificio, lo cual se explicaría por la geometría (relación de diámetros d y D) del tubo de Venturi, el cual posee una importante disminución del área de paso del fluido, lo cual provoca a su vez un aumento importante de la velocidad, y por ende una considerable caída de presión, bastante mayor que en el caso de laplaca orificio. Y como sabemos la perdida de carga es proporcional al cuadrado de la velocidad del fluido.
2) A continuación se presenta la grafica log (Q exp.) v/s log (∆P):
Placa orificio:


Grafico 3: Placa orificio (log (Q exp) v/s los (∆P)
Tubo de Venturi:


Grafico 4: Tubo de Venturi (log (Q exp) v/s log (∆P)
Donde se lograron las siguientes rectas para los instrumentosanalizados:
Placa orificio: Log (Q exp) = 0,6181 log (∆P) – 4,5237
Tubo de Venturi: Log (Q exp) = 0,706 log (∆P) – 5,0583
De las ecuaciones anteriores, obtenemos las pendientes, las cuales en forma teórica corresponden a “n”, que es la potencia a la que se encuentra elevada el caudal real y tiene valor de 0,5.
Placa orificio: m (pendiente)= 0,6181
Tubo de Venturi: m (pendiente) = 0,706
Luego deverificar experimentalmente el valor n, se observa que ambos valores obtenidos son un poco mayores al valor teórico de n = 0,5 utilizado para el calculo del caudal real en el apartado anterior. Por lo tanto, el caudal real resulta ser levemente mayor al calculado anteriormente si utilizamos estos nuevos valores experimentales de n.
3) Luego se determino el valor de α utilizando el valor de la...
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