Laboratorio Medicion De Caudales

UNIVERSIDAD DE lA sEREna Departamento de Ing.Mecanica |
Laboratorio nº3 |
Medición de Caudales |
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1-Introducción:
En la realización de esta experiencia aplicamos la primera ley de termodinámica, o “principio de conservación de la energía” mediante el calculo de el caudal matemáticamente y de forma experimental con el uso deun venturimetro y una placa de orificio. De modo que se pueda comparar los resultados y comprobar la utilidad de las formulas de balance de energía. En la medición empírica utilizamos los medidores de presión diferencial antes mencionados (tubo de Venturi y placa de orificio), los cuales presentan una reducción de la sección del paso del fluido, haciendo que este aumente su velocidad y por ende lapresión tiende a disminuir de forma equivalente, por el principio de conservación de energía, generando una diferencia de presión en el medidor.
2-Marco teórico:
* Flujos compresibles: Son aquellos flujos los cuales no tienen una densidad constante, como lo son el vapor y el aire.
Un fluido compresible se mide por su nº mach siendo un flujo compresible si el numero mach es mayor 0.3.* Flujos incompresibles: Flujos con densidad constantes, es decir, la variabilidad de la densidad de un punto a otro es despreciable, lo que nos dice que no es constante en todos sus puntos pero si en su mayoría. El numero mach de un flujo incompresible esta bajo 0.3.

* Flujos a superficie libre: Aquellos flujos cuya superficie se encuentra con una presión igual a la atmosférica, y seproduce por diferencia de altura. Ejemplo de este tipo de flujo es un rio.

* Flujo en tuberías: Flujo incompresible que esta aislado en un recipiente, ocupándolo en su totalidad, y a una presión distinta de la atmosférica. Se produce por diferencia de presión. Ejemplo son fluidos en tuberías.

* Placa de orificio: La placa de orificio consiste en una placa perforada que se instala en latubería donde circula el flujo. El orificio de esta puede ser concéntrico, excéntrico o segmental. Entre los diversos perfiles de orificio que se utilizan, se destacan los de cantos vivos, de cuarto de círculo y de entrada cónica.

* Tubo de Venturi: Este medidor consiste en dos troncos de cono unidos por un tubo y éste a su vez esta conectado a la conducción por otro tubo, este tubo contienemercurio y constituye un manómetro diferencial que determina la diferencia de presiones entre esos dos puntos.

* Coeficiente de Velocidad (Cv): Se obtiene experimentalmente y que oscila de 0.95 a poco más que la unidad, pudiéndose tomar como valor indicativo 0.985 para los venturímetros nuevos y 0.98 para los venturímetros que han estado en servicio.
* Coeficiente de Caudal (Cq): Aligual que el Coeficiente de Velocidad, se calcula de manera experimental y engloba al coeficiente de velocidad Cv. Matemáticamente se expresa como Cq = Cv / (1 – (A2 – A1)2)1/2.

* Numero mach: Parámetro que relaciona la velocidad del fluido con la velocidad del sonido de la siguiente forma:

M=V/c

* Ecuación de Bernoulli: Relación que describe el comportamiento deun flujo laminar a lo largo de una corriente de agua.

V122g+p1γ+h1=V222g+p2γ+h2

3-Desarrollo de la experiencia: “Medición de caudales”.
1. Verificar que las conexiones sean adecuadas.
2. Medir las dimensiones del recipiente para calcular el caudal real, también medir los diámetros de la placa de orificio y/o el venturimetro.
Cv | Cq | Re |
6.34613 | 6.55423 | 62687.40 |0.680085 | 0.70239 | 60332.20 |
0.679399 | 0.70168 | 54172.25 |
0.658404 | 0.67999 | 42395.60 |
0.640622 | 0.66163 | 26089.53 |
3. Abrir la llave hasta que se alcance un flujo permanente, cerrar la salida del flujo y comenzar a medir el volumen y el tiempo.
4. Realizar distintas mediciones de caídas de presión en el manómetro diferencial.
5. Repetir las mediciones con 5...