fluidos

MEDIDORES DE FLUJO EN CONDUCTOS CERRADOS

1. Introducción

La medida de caudal en conducciones cerradas, consiste en la determinación de la cantidad de masa o volumen que circula por la conducción por unidad de tiempo.

Los instrumentos que llevan a cabo la medida de un caudal se denominan, habitualmente, caudalímetros o medidores de caudal, constituyendo una modalidad particular loscontadores, los cuales integran dispositivos adecuados para medir y justificar el volumen que ha circulado por la conducción.
Los medidores de caudal volumétrico pueden determinar el caudal de volumen de fluido de dos formas:

• Directamente, mediante dispositivos de desplazamiento positivo, o
• Indirectamente, mediante dispositivos de: presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, etc.Puesto que la medida de caudal volumétrico en la industria se realiza, generalmente, con instrumentos que dan lugar a una presión diferencial al paso del fluido, abordaremos en primer lugar los medidores de presión diferencial.

Esta clase de medidores presenta una reducción de la sección de paso del fluido, dando lugar a que el fluido aumente su velocidad, lo que origina un aumento de suenergía cinética y, por consiguiente, su presión tiende a disminuir en una proporción equivalente, de acuerdo con el principio de la conservación de la energía, creando una diferencia de presión estática entre las secciones aguas arriba y aguas abajo del medidor.

2. Objetivos

Conocer el fundamento para determinar la cantidad de fluido que atraviesa un conducto cerrado.
Estudiar y conocer elfundamento de los medidores de orificio y boquilla de flujo.

3. Materiales y equipos

Gabinete de mecánica de fluidos, con medidor de orificio y boquilla de flujo.
Recipiente para medir l volumen
Cronómetro
Regla graduada
Manómetro diferencial de mercurio
Agua


Procedimientos

Con la bomba centrífuga se transporta del depósito un caudal de agua, la que se puede regular continuamentepor medio de la llave de compuerta a través del trayecto de medición. En el trayecto para este experimento se puede colocar indistintamente: un cronómetro de caudal, un medidor de orificio, una boquilla de flujo; todos pueden interconectarse a un manómetro diferencial de presión (tubo en U que contiene mercurio).
Se determinará para cada valor de caudal, la caída de presión en un tubo en U conmercurio, en la cual la escala está graduada.
Para medir las diferencias de presión en el aparato se abren las llaves correspondientes y se lee directamente en la escala graduada.

4. Resultados y Discusión

Medidor de orificio
Peso específico del agua
A1: tubería = (π/4).D12
D1: diámetro de la tubería ¾ pulg
A2: orificio= (π/4).D22
D2: diámetro del orificio 3/8 pulg
C: coeficiente dedescarga obtenido de gráfica 1.

Caudal en ml en tiempo de 3 segundos:
480 ml 160 ml/s x 1L/ 1000 ml = 0.160 L/s
520 ml 173.3 ml/s x 1L/ 1000 ml = 0.173 L/s
560 ml 186.7 ml/s x 1L/ 1000 ml = 0.187 L/s
Ec. Continuidad: Q = v x A
D2= 3 pulg x 2.54 cm x 1 m = 0.009525 m
A2= (π/4).D22 = (3.1415/4). (0.009525)2 m2 = 7.125x10-5 m2
Datos a temperatura ambiente 23°Cagua = 997.62 kg / m3
agua= 0.000933 kg/ m.s
= 997.62 kg / m3






Caudal (Q)
∆Pexp
(mm Hg)
C
v
(m/s)
Re = vD/
Qcorregido
(m3/s)
L/s
m3/s





0.160
1.6x10-4
6
0.6100
2.2456
2.2871x104
1.7795x10-4
0.173
1.733x10-4
12
0.6092
2.4323
2.4772x104
2.5133x10-4
0.187
1.867x10-4
20
0.6075
2.6204
2.6688x104
3.2356x10-4

D1= 3 pulg x 2.54 cm x 1 m = 0.01905 mA1= (π/4).D12 = (3.1415/4). (0.01905)2 m2 = 2.85x10-4 m2
= 0.61 (2.85x10-4)=
= 0.000174x0.028= 4.8678x10-6


Medidor de boquilla de flujo
Caudal en ml en tiempo de 3 segundos:
290 ml 96.667 ml/s x 1L/ 1000 ml = 0.097 L/s
400 ml 133.33 ml/s x 1L/ 1000 ml = 0.133 L/s
420 ml 140 ml/s x 1L/ 1000 ml = 0.140 L/s

Ec. Continuidad: Q = v...