Laboratorio de boquillas y orificios

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LABORATORIO flujo a través de orificios y boquillas

La experiencia de la realización del experimento se llevo a cabo de la mejor manera en el laboratorio de la universidad Santo tomas de Aquino, luego de haber leído las fotocopias explicativas del mismo, procedimos a realizar la toma de datos en la el dispositivo. La descripción del mismo es la siguiente: Tubo de entrada - depósito - difusor -tubería de rebose - orificio - para drenar – cisterna para desocupe de liquido. Conociendo el dispositivo a utilizar y el funcionamiento de este realizamos a cabalidad nuestra toma de datos.

INTRODUCCION
El orificio se utiliza para medir el caudal que sale de un 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 unaabertura 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 los orificios y se emplean para dirigir el chorro líquido. En las boquillas el espesor de la pared e debe ser mayor entre 2 y 3 veces eldiámetro d del orificio.

Tomando las mediciones de las diferencias de altura respecto a la presión que se presenta en el sistema pudimos sacar los datos necesarios para realizar el análisis y los cálculos posteriores, a continuación mostramos una grafica de las partes del sistema con sus respectivos nombres.

OBJETIVOS

* Determinar el caudal que pasa a través de un orificio y de unaboquilla.
* Determinar las ecuaciones de orificios y de boquillas de velocidad, descarga y contracción.

MARCO TEORICO

CLASIFICACIÓN DE LAS BOQUILLAS

Cilíndricas: También denominadas boquillas patrón y de comportamiento similar al de un orificio de pared gruesa. Aquellas, a su vez, están divididas en interiores y exteriores. En las boquillas interiores (o de Borda) la contracción de la venaocurre en el interior, no necesariamente el chorro se adhiere a las paredes y presenta un coeficiente de descarga que oscila alrededor de 0.51. Para el caso de boquillas cilíndricas externas con la vena adherida a las paredes se tiene un coeficiente de descarga de 0.82.

Cónicas: Con estas boquillas se aumenta el caudal, ya que experimentalmente se verifica que en las boquillas convergentes ladescarga es máxima para q = 13°30´, lo que da como resultado un coeficiente de descarga de 0.94 (notablemente mayor al de las boquillas cilíndricas). Las boquillas divergentes con la pequeña sección inicial convergente se denominan Vénturi, puesto que fueron estudiadas por este investigador, que demostró experimentalmente que un ángulo de divergencia de 5 grados y e = 9d permite los más altoscoeficientes de descarga.

FÓRMULAS PARA ORIFICIOS

El caudal que pasa a través de un orificio de cualquier tipo, está dado por la siguiente ecuación general de patronamiento:

Q=V*A

Cálculo de la velocidad teórica Vt.

v=2gh

Coeficiente de descarga Cd: es la relación entre el caudal real que pasa a través del dispositivo y el caudal teórico.

Cd=QRealQTeorico=Vr*ArVt*Ao

Cd=QAo2ghQ: caudal.
Vr: velocidad real.
Ar: área del chorro o real.
Vt: velocidad teórica.
Ao: área del orificio o dispositivo.
h: Altura.

Coeficiente de velocidad Cv: es la relación entre la velocidad media real en la sección recta de la corriente (chorro) y la velocidad media ideal que se tendría sin rozamiento.

Cv=VrVt

Coeficiente de contracción Cc: Relación entre el área de la secciónrecta contraída de una corriente (chorro) y el área del orificio a través del cual fluye.

Cc=ArAo

Cálculo del caudal de un orificio: Para determinar el caudal real en un orificio se debe considerar la velocidad real y el área real, por tal razón se deben considerar los coeficientes de velocidad Cv y contracción Cc

Qr=Cd*Ao*2gh

Determinación del coeficiente de velocidad Cv: Si se...
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