Placa Orificio

LABORATORIO DE HIDRAULICA 1.

INFORME NRO. 2

Tema: Calibración de la placa orificio.

Integrantes:

Fecha de realización: 18 de mayo del 2011.

Fecha de entrega: 25 de mayo del 2011.

Introducción
La mecánica de flujo en canales abiertos es más complicada que para flujo en tubería o canales cerrados, debido a la existencia de una superficie libre. La línea de alturas piezométricascoincide con la superficie libre y en general su posición es desconocida.
Para que se dé flujo laminar la sección debe ser extremadamente pequeña, la velocidad muy pequeña o la viscosidad cinemática extremadamente grande. En canales abiertos el líquido que fluye es generalmente agua y el flujo es turbulento. Los métodos de análisis de flujo en canales abiertos no están tan desarrollados comolos del flujo en conductos cerrados.
Marco Teórico
Placa Orificio.- Una placa orificio es un agujero circular concéntrico con la tubería y de sección más estrecha. El orificio de la placa puede tener diferentes posiciones en la sección transversal de la tubería, siendo las placas concéntricas las más comunes.


El análisis se realiza utilizando las ecuaciones de continuidad y conservación deenergía en la cual se considera despreciables las pérdidas de energía debido a que no existen cambios bruscos en la geometría del sistema así como variaciones intempestivas de presiones. Así como también para la corrección por distribución de velocidades se asume un coeficiente de coriolis ά=1, para los cuales se definen las siguientes ecuaciones básicas.

Z1+P1γ+V122g=Z2+P2γ+V222gV1=V2*A2A1

Consulta Ampliatoria
El dispositivo, que se muestra en la Figura, es una conducción con alimentación desde un grifo de la red de agua y descarga a un desagüe. Esta conducción posee un primer tramo horizontal en su zona inferior, en el que, de izquierda a derecha (es decir, en el sentido de la corriente), se encuentran sucesivamente un tubo Venturi, un ensanchamiento, una placa orificioy un codo. Tras el codo se tiene un conducto vertical con un rotámetro para poder medir el caudal de agua circulante de forma independiente.


Se desconoce el coeficiente de descarga del tubo Venturi, pero en cambio, sí se conoce el coeficiente de derrame de la placa orificio: C =0.601. En la Figura se muestra una vista del tramo con la placa orificio. En cada uno de los elementos delconducto horizontal se encuentran situadas dos tomas para tubos piezométricos que permiten una lectura diferencial de la presión entre dos puntos, uno aguas arriba y otro aguas abajo, de cada uno de los elementos. La lectura se realiza sobre una escala graduada en milímetros situada tras los piezómetros.
Todos los piezómetros están conectados entre sí por su parte superior. Es importante que no seproduzcan burbujas de aire en los tubos piezométricos, puesto que se falsearía la lectura de presión en los mismos. Si aparecen burbujas de aire, es necesario purgar el circuito, mediante una pequeña válvula situada en la parte superior de los mismos. El caudal que circula por la instalación se regula mediante mayor o menor apertura de una llave de paso situada detrás del dispositivo.

Eldispositivo dispone también de un rotámetro (o caudalímetro de arrastre) para la medida del caudal. Se trata de un conducto vertical transparente, de forma tronco-cónica (sección creciente hacia arriba), con un eje por el que puede deslizar axialmente una pieza de revolución, el flotador. El flujo ascendente ejerce una fuerza de arrastre sobre esta pieza por diferencia de presión entre la base yla cara superior; esta fuerza es tanto mayor cuanto más abajo está la pieza, debido a la menor sección de paso dejada a la corriente, y también es tanto mayor cuanto mayor es el caudal. Por ello el flotador (más denso que el agua) alcanza una posición de equilibrio, para la que se compensa su peso con el empuje hidrostático y la fuerza de arrastre. El tubo dispone de una escala graduada de...