Bombas

Laboratorio 1: Tubo Venturi y Orificio

De la ecuación de continuidad se obtiene la relación entre las velocidades en cada sección del tubo, esto es, A1V1=A2 V2, Por lo tanto: V1=V2A2A1

Asumiendo que no se presentan pérdidas de energía entre el tubo y la garganta del tubo Venturi o del orificio brusco y que la orientación del montaje es horizontal, de la ecuación de Bernoulli se tieneque:

V122g+P1γ=V222g+P2γ

Haciendo H=P1γ-P2γ y sustituyendo V1 por V2A2A1 se tiene:

V2=A1A12-A222∙g∙H
Siendo así,
Q2=V2∙A2=A1∙A2A12-A222∙g∙H
El caudal real es menor al caudal teórico debido a resistencia viscosa y es necesario introducir un coeficiente experimental de descarga en la ecuación anterior,

Q2=Cd∙A1∙A2A12-A222∙g∙H

DATOS LABORATORIO: TUBO VENTURI
h7 | h8 |H | H0.5 | Q8 | Q real | Cd |
m | m | M | m0.5 | m3/s | m3/s |   |
6,01 | 0,94 | 5,07 | 2,25 | 0,0085 | 0,0073 | 0,8585 |
6,17 | 1,58 | 4,60 | 2,14 | 0,0081 | 0,0071 | 0,8760 |
6,51 | 2,53 | 3,98 | 2,00 | 0,0076 | 0,0065 | 0,8575 |
7,82 | 6,34 | 1,48 | 1,22 | 0,0046 | 0,0041 | 0,8851 |
8,80 | 8,69 | 0,11 | 0,33 | 0,0013 | 0,0013 | 1,0382 |

Figura 1: Caudal vs Raíz cuadrada de la diferenciade cabeza piezométrica

Figura 2: Logaritmo Q vs Logaritmo H, con y= Log Q, x= Log H
ANÁLISIS DE RESULTADOS
En las gráficas se observa q el comportamiento de los datos es lineal, tal y como se esperaba. De la gráfica 1 se puede obtener el coeficiente de descarga experimental del tubo Venturi, pues la pendiente de la gráfica es:
m=Cd∙A7∙A8A72-A82∙2g
m=0.0037954 ∙CdCd=0,0032920.003795=0.87
Analizando la gráfica 2 se observa q la pendiente no es ½. Se debe a las grandes incertidumbres que se tienen en el momento de medir la cabeza piezometricas. También se pudo haber cometido algún error en la toma de estos datos o de la altura de la cresta en el vertedero, pues con estas se calculo el caudal real.
Qreal=Cd∙A7∙A8A72-A82∙2gH LogQreal=LogCd∙A7∙A8A72-A82∙2g+0.5LogH

Elpunto de corte de esta línea con el eje y es el logaritmo de la pendiente de la línea de la gráfica 1, y la pendiente de esta debería ser 0.5 teóricamente. En la gráfica 2, como se puede observar, se obtuvo la ecuación
y = 0,451x - 2,454
La cual tiene una pendiente de 0.451, que es un valor cercano a 0.5, teniendo en cuenta los posibles errores que se pudieron cometer, y el punto de corte nocoincide con la pendiente de la gráfica 1 debido a que esta se ajustó para que cruzara por el origen
m1=10-2.454=0.003516≈m
Datos laboratorio: Orificio
h11 | h12 | H | H0.5 | Q12 | Q real | Cd |
M | m | m | m0.5 | m3/s | m3/s |   |
12,14 | 5,41 | 6,73 | 2,59 | 0,01353 | 0,00832 | 0,615 |
12,38 | 7,49 | 4,88 | 2,21 | 0,01152 | 0,00709 | 0,615 |
12,68 | 9,87 | 2,80 | 1,67 | 0,00873 | 0,00537 |0,615 |
12,91 | 11,45 | 1,46 | 1,21 | 0,00629 | 0,00387 | 0,615 |
13,04 | 12,34 | 0,71 | 0,84 | 0,00439 | 0,00270 | 0,615 |

Figura 3: Caudal vs raíz de la diferencia de cabeza de presiones

Figura 4: Log de caudal versus log de la altura
Se realizó el mismo análisis que con el laboratorio de venturi para el calculo del caudal real se uso la ecuación de calibración del vertedero Q=0.3208Htomada de la pagina del grupo GIREH. La pendiente de la figura 3 es cd A7∙A8A72-A82∙2g al igual que en venturi por lo cual aplican los mismos cálculos. Para este laboratorio se obtuvo un coeficiente de descarga de 0,615 este es mucho menor a 0.91 porque en los tubos de orificio se debe usar dos coeficientes uno para la corrección de áreas y otro para las pérdidas de energía que no se tienen encuenta en el momento de formular las ecuaciones.
Como se puede observar el segundo laboratorio no arrojo unos resultados que se aproximan mejor con la teoría planteada por lo que se puede ver que en el laboratorio de venturi se cometió algún error tomando alguno de los datos por lo que seria necesario repetirlo pero se desarrollo como ejercicio teórico.




Laboratorio 3: Aforo con molinete
El...