Descargas Por Orificios

Índice



Introducción 3
1.1- Objetivos
3
1.2- Esquema de la instalación
3
1.3- Método experimental
4
2- Datos y calculo
5
3- Conclusión
12














Introducción
1.1 Objetivos
En el siguiente informe se estudiara la descarga libre de fluidos a través de diferentes reguladores de caudal. Además serealizaran cálculos para determinar los coeficientes de contracción, velocidad y el coeficiente de caudal para cuatro diferentes orificios los cuales son de tubo, de tobera, de canto vivo y cónico.
Se describirá la trayectoria del fluido en cada uno de los orificios y concluir acerca del alcance máximo de cada chorro.
Finalmente se determinará de forma teórica el tiempo requerido para el vaciado delestanque con cada orificio.

1.2 Esquema de la instalación















1.3 Método Experimental

El proceso experimental para cada uno de los orificios es el mismo, y se describe a continuación.

Al comenzar a trabajar en las instalaciones para descarga a través de orificios, el nivel del agua estará por debajo del flange donde se adosaran los orificios. Una vez que secoloque el primer orificio, en su parte interior se colocará una membrana de goma, en ese momento se deberá hacer andar la bomba. Una vez que el nivel del liquido. Haya alcanzado una altura de 24 cm en el capilar de vidrio, se deberá retirar la membrana de goma dando paso así al fluido por el orificio.

Para mantener el nivel “h” de 24 cm, la válvula de estrangulación se deberá cerrar por completopara luego abrirla aproximadamente ¾ de vueltas desde su cerrado completo.

Luego de tener el nivel ya controlado, y las vibraciones del agua casi nula (para esto se deberá esperar no menos de 10 minutos), se comenzaran con las mediciones.

Se deberá dibujar en la pizarra de la instalación la curva que describe el orificio, para luego anotar sus coordenadas más representativas como lo son(x,0) y (0,y). Esta curva se podrá comparar con la de los otros orificios.
Con el pie de metro, provisto para este laboratorio, se procederá a medir el diámetro del chorro que sale por el orificio para así poder calcular el coeficiente de contracción.
Para calcular el caudal real evacuado por cada uno de los orificios, se deberá cronometrar el tiempo que se demora en llenar el recipiente adjuntoa la instalación. Se deberá medir el volumen de llenado, para dividirlo por el tiempo cronometrado, obteniendo así el caudal real evacuado por el orificio.
Datos y cálculos


Los datos obtenidos en el experimento fueron los siguientes:


Tubo Tobera Canto vivo Cónica
Diametro Orificio 15 mm 15 mm 15 mm 15 mm
Diametro Vena Promedio 14.4 mm 15.4 mm 14.5 mm 14.7 mm
x= 0 y=24.7 x= 0y=24.5 x= 0 y=24.2 x= 0 y=24.2
x=10 y=23 x=10 y=22.8 x=10 y=22.9 x=10 y=22.4
x=20 y=19 x=20 y=18.9 x=20 y=18.5 x=20 y=18.5
x=30 y=12.8 x=30 y=12.5 x=30 y=12.4 x=30 y=13.3
x=40 y=3.6 x=40 y=4.7 x=40 y=4.7 x=40 y=3.9
x=42.3 y=0 x=43.5 y=0 x=43.5 y=0 x=43.4 y=0
Q promedio 0.36 (lt/seg) 0.395 (lt/seg) 0.34 (lt/seg) 0.315 (lt/seg)
3.6 x 10-4 (m3/seg) 3.95 x 10-4(m3/seg) 3.4 x10-4(m3/seg) 3.15 x 10-4(m3/seg)


Coeficiente de Contracción

La ecuación para obtener el coeficiente de contracción es la siguiente:

Cc= A_Contracta/A_real

Donde:
Cc: Coeficiente de contracción
A contracta: Area medida directamente del chorro
A real: Area real de cada orificio

Con lo que se obtiene los siguientes datos:

A vena A real Coeficiente de contracción
Tubo 1.628 x 10-4 m21.767 x 10-4m2 0.921
Tobera 1.863 x 10-4 m2 1.767 x 10-4m2 1.054
Canto vivo 1.651 x 10-4 m2 1.767 x 10-4m2 0.934
Conica 1.697 x 10-4 m2 1.767 x 10-4m2 0.960


Coeficiente de Velocidad

Para el cálculo del coeficiente de velocidad existen 2 métodos que se realizaran a continuación
Método A:

Cv= x_0/√(4y_0 ∆h)
Donde:
Cv: Coeficiente de velocidad
X0: valor de la coordenada x para el...