Temario de hidraulica

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
UNIDAD CULHUACAN
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA
MECANICA DE FLUIDOS II
PROFESOR: ARMANDO GARCIA ESPINOSA

GRUPO: 6MV1 FECHA: 29-FEB-2012

INTEGRANTES

1: CRUZ CHACON DAVID
2: GARDUÑO ALVAREZ NORMAN
3: RUIZ SANCHEZ JEISAN ISAAC
4: VARELA MONTELLANO LINO
1.4.1 INSTRUMENTOS DE MEDIDA CON PERDIDA DE CARGA
MEDIDORES DE GASTOUn medidor de gasto es un dispositivo que permite obtener, generalmente por medio de una sola medición, el peso o el volumen que por unidad de tiempo pasa a través de determinada sección transversal. En este tipo de medidores se pueden incluir los siguientes: ORIFICIOS, BOQUILLAS, TUBOS DE VENTURI, ROTÁMETROS Y VERTEDEROS. En esta sección se examinaran estos dispositivos.
ORIFICIO EN UN DEPÓSITOPara medir el gasto descargado por un depósito o que fluye a través de una tubería, se puede emplear un orificio. En el primer caso, el orificio puede situarse en una de las paredes o en el fondo del tanque y generalmente es circular; la arista del orificio puede ser afilada o redonda. El área del orificio es, por definición, el área de la abertura. En el caso de orificios con arista afilada,el chorro de fluido descargado desde el tanque se contrae a corta distancia, del orden de la mitad del diámetro debajo de la abertura. Lo anterior se debe a que parte del fluido se acerca al orificio a lo largo de la pared del tanque y no puede efectuar un cambio de dirección en ángulo recto, conservando así una componente radial de la velocidad mediante la cual se reduce el área del chorro. Lasección transversal donde esta contracción es mayor recibe el nombre de chorro contraído o sección contraída (vena contracta).Las líneas de corriente en el chorro resultan paralelas en esta sección y la presión es igual a la atmosférica.
La carga H sobre el orificio se mide desde el centro del orificio hasta la superficie libre. Si se supone que esta carga es constante, entonces la ecuación deBernoulli aplicada entre el punto 1 en la superficie libre y el punto 2 en centro de la sección contraída, considerando a la presión atmosférica local como referencia y al punto 2 como base de comparación para la elevación y despreciando las perdidas da como resultado:

V₁²2g+p₁ϰ+z₁=V₂²2g+p₂ϰ+z₂
Es decir:
0+0+H=V₂²2g+0+0
O bien,
V₂ =2gH
Este resultado es teórico, pues no se consideraronlas perdidas. En cociente de la velocidad real Vₐ entre la velocidad teórica Vᵼ, se llama coeficiente de velocidad Cᵥ: VₐVᵼ
Por tanto,
V₂ₐ= Cᵥ 2gH
El gasto real Qₐ descargado a través del orificio es igual al producto de la velocidad real en la sección contraída el área del chorro correspondiente. El cociente del área A₂ del chorro en la sección contraída entre el área A₀ del orificio serepresenta mediante otro coeficiente, llamado coeficiente de contracción, Cc:
Cc= A₂A₀

El área de la sección contraída es Cc A₀; por tanto, el gasto real es:
Qₐ = Cᵥ Cc A₀ 2gH
Se acostumbra combinar los dos coeficientes en uno solo, conocido como coeficiente de descarga Cd.
Cd= Cᵥ Cc
Resultado finalmente
Qₐ= Cd A₀ 2gH
No existe forma de calcular las perdidas entre 1 y 2, por lo cual Cᵥ debedeterminarse experimentalmente; su valor varia entre 0.95 y 0.99 para el orificio de arista afilada o redondeada. Para la mayoría de orificios, como el de arista afilada, no se puede calcular la contracción de chorro y es necesario emplear resultados experimentales. Existen varios métodos para obtener uno o mas de los coeficientes: midiendo el área A₀, la carga H y el gasto Qₐ (gravimétrica ovolumétricamente), se puede obtener Cd.
Ejemplo
Un orificio de 3 pulg de diámetro desaloja 2000 lb de agua en 32.6 seg, operando bajo una carga de 16.0 pie. La trayectoria se determino al medir x₀= 15.62 pie para una caída de 4.0. Encuentre Cᵥ, Cc, Cd, la perdida de carga por unidad de peso y la perdida de potencia.
La velocidad teorica V₂ᵼ esta dada por
V₂ᵼ=2gH = 64.4 x 16 = 32.08 pie/s
La...