Cantidad de movimiento lineal y conservacion de la energia

República Bolivariana de Venezuela
La Universidad del Zulia
Facultad de ingeniería
Escuela de Petróleo
Cátedra: Prac. Lab. De Fluidos
PRACTICA 4
Medidores de flujo – Cálculo de caudales
Para el cálculo de los caudales que registran los medidores de flujo partimos de la ecuación de Bernoulli, quien se basa en la primera ley de la termodinámica, donde si se considera una línea de corrientede un flujo estacionario e incompresible, se transforma en la ecuación de energía mecánica entre dos puntos de la línea de corriente:
P_1/γ_f +〖V_1〗^2/2g+z_1=P_2/γ_f +〖V_2〗^2/2g+z_2
Tomando en cuenta las consideraciones respectivas, para cada medidor de flujo; es a partir de este principio que encontraremos la velocidad con que viaja el fluido a través del mismo, y después determinaremos loscaudales consecuentes.

PARA EL TUBO PITOT
Vs=√(█(2g.∆h[ϒman/ϒ-1] ))
Donde:
A la mitad:
∆h= (11,8-9,7) = 2,1 cm = 0,021m
Υman=132800 N/m3
ϒagua=9810 N/m3
Vs=√(█(2×9,81 m⁄s^2 .(0,021m)[(132800 Kg/m^3 )/(9810 Kg/m^3 )-1] )) = 2,2785 m/s

Abajo:
∆h= (11,4-10,2) =1, 2 cm = 0,012m
Υman=13600 N/m3
ϒagua=1000 N/m3 ya que la gravedad no es relevante
Vs=√(█(2×9,81 m⁄s^2 .(0,012m)[(13600Kg/m^3 )/(1000 Kg/m^3 )-1] )) = 1,7224 m/s
V_(PROMEDIO = ((2.2785 +1,7224) m⁄s)/2 =2,00045 m⁄s)

PARA EL TUBO VENTURI
Vs=√(█((2g.∆h[ϒman/ϒ-1])/(1-〖(dm/DM)〗^2 )))
Donde
∆h = 41,7 – 15,9 = 25,8 cm = 0,258m
ϒman=13600 Kg/m3
ϒagua=1000 Kg/m3
DM= 102 mm = 0,102 m
Dm= 50,4 mm = 0,0504 m

PARA LA PLACA ORIFICIO:
Vs=√(█((2g.∆h[ϒman/ϒ-1])/(1-Cc(dm/DM))))

Donde:
∆h= 58 – 31,1 = 26,9cm=0,269 m
ϒman=13600 Kg/m3
ϒagua=1000 Kg/m3
DM= 102 mm = 0,102 m
Dm= 61,4 mm = 0,0614 m
C_c=0.6+0.4(d/D)^4=0.6533

CALCULO DE CAUDALES

Para el tubo Pitot:
Qp= V . A
Qp= (2,00045 m⁄s)(π/4(0,1016m)2)= 0,01622 m3/s
Para el Venturi:
Qv= V . A
Qp= (9.186 m/s)(π/4(0,0504m)2)= 0,01833 m3/s
Para la Placa Orificio:
Qv= V . A.Cc
Qpo= (9.3341 m/s)(π/4(0,0614)2(0.6533))= 0,01806 m3/sCALCULO DE LOS ERRORES EN LOS CAUDALES
E=[(Valor aproximado-Valor real)/(Valor aproximado)].100%
Conocedores del efecto que se produce en el tubo de Venturi, el cual se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta. Por el teorema de de la energía si la energía cinéticaaumenta, la energía determinada por el valor de la presión disminuye forzosamente. Debido a esto podemos decir que el equipo es muy eficiente, ya q las pérdidas son menores y los efectos que producen en el paso del fluido de igual se consideran despreciables; por ello consideramos como el valor real el caudal que registra este equipo.
Pitot vs Venturi
E1=[(0.01622- 0.01833)/0,01622]. 100 =13,00 %

Venturi Vs Placa Orificio
E3=[(0,01806-0,01833)/0,01806]. 100 = 1,5 %

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Para el empleo de la ecuación de Energía en un sistema de recirculación de flujo se consideró dicha ecuación en la forma de Bernoulli, aplicadas sobre medidores de flujos como la placa orificio, el tubo venturi y el tubo pitot. Estos 3 medidores de flujos nos permiten calcular la velocidadque lleva un fluido y mediante ella calcular el caudal del sistema en estudio.
Ahora bien para poder determinar el caudal que atraviesa a este sistema debemos de tomar en cuenta el área de cada medidor en este caso tomamos fue el diámetro menor de cada medidor ya que es allí donde la velocidad aumenta. Al aplicar Q=V.A se obtuvieron todos los valores de caudal.
Podemos decir en general, queal hallar cada porcentaje de error observado tiene un coeficiente de corrección, con la finalidad de disminuir cada una de las pérdidas que se obtiene cada dispositivos utilizado, además de la eficiencia que estos dispositivos muestran al momento de realizar sus mediciones, a pesar de cual efecto (vórtices, fricción, etc.) que estos puedan generar, debido al diseño del mismo.
Es importante...