operaciones unitarias

Practica numero 2

Establecer la curva operacional para ambas placas de orificio al graficar los valores reales de Q vs. ∆H encontrados en el experimento.
Determinar la constante K para cada una de las placas de orificio de bordes agudos y redondeados.
Definir la ecuación que linealizar la expresión encontrada.
Determinar la velocidad crítica aproximada del sistema.
Calcular losrangos de caudal para los fluidos laminar, transición y turbulento.
Elaborar tres gráficos con los Números de Reynolds vs ∆H, los caudales vs ∆H y las velocidades vs ∆H.
La naturaleza de los fluidos:
Las propiedades físicas de los fluidos están normalmente definidas por la Presión, la Temperatura, Densidad y la Viscosidad.
En los resultados de los experimentos descritos en este manual, la Presiónestará expresada en cm. de agua (cm H2O) o en Kilo Pascales (KPa). La Temperatura en Centígrados (°C) en sus escalas absolutas. La Densidad será expresada por el peso en Kg por metro cúbico, unidad también llamada Peso Específico. La Viscosidad del fluido es la propiedad que causa resistencia al flujo debido a los esfuerzos de corte en el fluido mismo.
La Energía está considerada de tresformas:

Energía Potencial: Es la energía que posee un fluido en razón de su altura sobre un plano de referencia. Por ejemplo, un cuerpo con peso de un Kilogramo a una elevación de 100 metros sobre el plano de referencia o plano Cero, tendrá una energía potencial de 100 Kgf.mt.
Energía Cinética: Es la energía dinámica derivada del movimiento del fluido y se considera que varía de acuerdo con elcuadrado de la velocidad.
Energía de Presión: Es la energía asociada con la presión estática, la presión que sería sentida por un observador viajando con el fluido y la presión encontrada en las tomas de presión que se usan en el equipo experimental del circuito de fluidos.
a) Dispositivos de medición de flujo:
En la actualidad existen diferentes clases de medidores de flujo. Para su selección,se deben tener en cuenta diferentes factores como son presión requerida, costo, facilidad de instalación y mantenimiento, tipo de flujo y de fluidos que se desean medir. Cada tipo de medidor de flujo presentan diferentes principios de operación y funcionamiento posteriormente se van a describir algunos de los medidores de flujo más comunes.

b) Placas de orificios:
Es un medidor de carga oaltura. Su funcionamiento se basa en que al tenerse una constricción en un canal cerrado por donde circula una corriente de fluido, se registrará un aumento de velocidad y, por ende, un incremento en la energía cinética en el punto de constricción, según el teorema de Bernoulli, se produce en consecuencia una reducción en la presión correspondiente. La velocidad de descarga de la constricción y elcaudal del fluido puede calcularse si se conoce esta reducción de presión, el área disponible para el flujo en la constricción, las propiedades del fluido y el Coeficiente de descarga C. Este último se define como la relación entre los flujos real y teórico y permite tomar en cuenta los efectos de factores como la fricción, la geometría de la placa y la contracción de la corriente.
Para fluidosincompresibles la ecuación de la placa orificio es la siguiente:

Ecuación Nº 1
Donde los subíndices 1 y 2 significan los lados aguas arriba y debajo de la placa orificio respectivamente.


Figura Nº2: Manómetro de tubo en U conectado a un orificio de bodes agudos.
Normalmente en la práctica operacional, en un sistema de tuberías se presentan condiciones estacionarias ó estables en cuantoa los caudales y las características de los fluidos, por lo que la ecuación 1 se puede transformar a una forma más sencilla aplicable al rango de las condiciones reales del proceso, como es el caso de la ecuación 2.

Ecuación Nº 2
En esta ecuación la constante K engloba todos los factores y dimensiones necesarios para darle consistencia dimensional a ambos lados de la igualdad.

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