Medida caudal y velocidad

Medida de caudal y velocidad


Resumen— El presente informe recoge el estudio de los coeficientes de corrección de la idealidad de medida del caudal de un fluido con distintos instrumentos en una plataforma Armfield y la medida de velocidad de un chorro de aire con la ayuda de un tubo de Pitot móvil. Se recogen también los resultados obtenidos variando las condiciones experimentales. En elcaso de la medida de la velocidad del chorro de aire, la distancia al foco de emisión, longitudinal y transversal, mientras que en la medida de los coeficientes se varía el caudal. Con esto se ha caracterizado el comportamiento de un chorro de aire, y el alejamiento de la idealidad de los instrumentos de medida de caudal.
1. Introducción
En esta práctica se llevaran dos experimentosdiferenciados, ambos basados en la aplicación de la ecuación de Bernouilli para la medida de la velocidad y caudal. El primer experimento tiene como objetivo estudiar el perfil de velocidad en un chorro de aire que descarga a la atmósfera, empleando como instrumento de medida un tubo de Pitot; también se calculará el gasto de dicho chorro. El segundo consiste en el estudio y empleo de dos instrumentos paramedir caudal, el venturímetro y el diafragma, de los que se determinarán sus coeficientes característicos, estudiando su dependencia del caudal y comparándola con la teórica.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1 Materiales
2.1.1 Banco de ensayo para la determinación de la distribución de la distribución de velocidad en un chorro.
Se compone de un ventilador que proporciona un incremento de presión en lacámara C. A través de la tapa T1, la cual dispone de un orificio de diámetro d0=30 mm, se genera el chorro cuya distribución se determinará más adelante.

Figura Banco de ensayo para la determinación de la distribución de velocidad en un chorro libre

Además se dispone de un tubo de Pitot que se puede desplazar en la dirección de la corriente, así como en ambas direcciones perpendicularesal chorro, éste se encuentra conectado a un manómetro diferencial para realizar las mediciones.
El manómetro diferencial se compone de 14 tubos de medición unidos a través de un colector inferior. El fluido utilizado es keroseno, de densidad ρ=800 kg/m3. Estos tubos se encuentran inclinados 30o respecto a la horizontal lo que habrá que tener en cuenta al realizar los cálculos.

2.1.2Instalación para la medida de caudal
El sistema Armfield para la medida del caudal consiste en una instalación con un circuito cerrado que contiene un depósito de almacenamiento, una bomba para el fluido, tubería de impulsión, sección de medida, una tubería de retorno al depósito, una serie de válvulas y un interruptor eléctrico para poder accionar la bomba

Venturímetro
El venturímetro se conecta a latubería de la cual se pretende medir el caudal y consiste en un primer estrechamiento de la sección y un posterior ensanchamiento, produciendo una pérdida de presión y por consiguiente una variación de la velocidad en el fluido. Con el venturímetro se mide la presión tanto antes como después del estrechamiento siendo posible calcular el caudal. Debido a la no idealidad necesitamos añadir uncoeficiente a la hora de calcular el caudal, denominado coeficiente de venturímetro.

Diafragma
El diafragma se acopla a la tubería y consiste en un disco con un orificio en su centro. Este orificio disminuye radicalmente el área de paso y origina una gran pérdida de presión con elevado desprendimiento del fluido. En este caso, debido a la mayor no idealidad se utilizan dos coeficientes, el decontracción vena y el de venturímetro, que, tras simplificados en la expresión nos permiten llegar al coeficiente de diafragma.

2.2 Métodos
2.2.1 Medida de velocidad
Primero se enciende el banco de ensayo, tras lo cual se toma la primera medida con el tubo de Pitot a una distancia cero de la salida del chorro, será la medida cero.

Tras ello se dispone el tubo de Pitot a una distancia de...