lab 2 fluidos

Laboratorio N° 2
Medición de caudales

Introducción

El reporte que se presenta a continuación, corresponde a la práctica de laboratorio número 2
la cual
consiste
en medir
el caudal

del fluido analizado utilizando tres distintos métodos, los cuales miden el volumen de presión
diferencial.
Para las mediciones de caudales utilizaremos el medidor de Venturi, la placa orificio y elmedidor de Pitot.
Con el tubo de Pitot podemos medir el caudal con respecto a la cuantificación de velocidad
que tenga el flujo, por otro lado el tubo Venturi y la placa orificio constan de un estrechamiento en el
ducto, cuya función es provocar una reducción de presión dependiendo del caudal que pase por el
instrumento.
Se calcularán los caudales reales y caudales medidos por estosinstrumentos en conjunto con
las presiones las cuales se medirán a través de mangueras las cuales serán conectadas a los tubos
piezométricos y graduadas para medir su altura.

Objetivos



Determinar el caudal que circula por la instalación mediante diferentes métodos, así como las
pérdidas que producen distintos elementos colocados en el dispositivo experimental.



Como alumno debemoscalcular el error relativo asociado a la experiencia y extraer nuestras
conclusiones respecto del mismo.

Materiales








Banco de pruebas
Tubo de Venturi
Tubo de Pitot
Placa orificio
Probeta graduada
Cronómetro

Montaje

Medidor Venturi

Consiste en un dispositivo compuesto por una tubería corta recta o también llamada garganta
que se encuentra entre dos tramoscónicos, uno convergente y otro divergente. La función de este
dispositivo es originar una pérdida de presión del fluido que pasa por este.
Al circular el agua por este
conducto se incrementa la
energía cinética producida entre
el punto 1 y el punto 2 lo que a su
vez reduce la presión entre estos
puntos. Más adelante en el cono
de descarga se forma un chorro
que conserva las condiciones develocidad y presión del punto 2
hasta una cierta distancia.
Se puede plantear la ecuación de Bernoulli y continuidad entre ambos puntos de donde se obtiene:
Ecuación de Bernoulli

𝑧1 +

𝑝1
𝜌∗𝑔

+

𝑣12
2∗𝑔

= 𝑧2 +

𝑝2
𝜌∗𝑔

+

𝑣22
2∗𝑔

En donde z1 = z2 por lo tanto se eliminan, por lo tanto la formula adopta la siguiente estructura
𝑝1
𝑣12
𝑝2
𝑣22
+
=
+
𝜌∗ 𝑔 2∗ 𝑔
𝜌∗ 𝑔 2∗ 𝑔Que

combinada

con

la
𝑄 = 𝐴∗ 𝑣

ecuación

𝐴1 ∗ 𝑣1 = 𝐴2 ∗ 𝑣2
𝐴2
𝑣1 =
∗ 𝑣2
𝐴1
Se sustituye en Bernoulli para obtener la velocidad en el punto 2

de

continuidad:

𝑝
𝑝
2 ∗ 𝑔 [( 1 ) − ( 2 )]
𝜌∗ 𝑔
𝜌∗ 𝑔
𝑣2 = √
𝐴 2
[1 − ( 𝐴2 ) ]
1
Con la velocidad calculada, se puede saber el caudal

𝑄 = 𝐴2 ∗ 𝑣2 → 𝑄 = 𝐴2 ∗ √

𝑝
𝑝
2 ∗ 𝑔 [( 𝜌 ∗1 𝑔) − ( 𝜌 ∗2 𝑔)]
[1 − (

𝐴2 2
) ]𝐴1

Si bien, los resultados calculados son válidos, se aplica un factor de corrección ya que los resultados
obtenidos en las ecuaciones, tienden ser un poco más altos que los valores reales.
Para esto se agrega Cd a la formula, que oscila entre 0,9 y 0,96 para el tubo Venturi, y el valor
de Cd se obtiene en función del Número de Reynolds
Por lo tanto la ecuación quedaría de la siguienteforma
𝑝1
𝑝
2 ∗ 𝑔 [( 𝜌 ∗ 𝑔) − ( 𝜌 ∗2 𝑔)]
𝑄 = 𝐶 𝐷 ∗ 𝐴2 ∗ √
𝐴 2
[1 − ( 2 ) ]
𝐴1
Procedimiento: Para realizar este experimento se debe conectar las mangueras con agua al
tubo Venturi, y el flujo de salida es medido en una probeta por un determinado tiempo, a su vez
medimos las presiones calculando la altura que alcanzan los piezómetros.

Medidor de Placa orificio

Consiste en una placaperforada que se ubica al interior de una tubería que posee dos tomas de presión
a las cuales se les conecta un manómetro de presión diferencial

A diferencia del tubo Venturi acá los cambios en la sección de paso son muy bruscos lo que
conlleva a mayores pérdidas de carga las cuales son acusadas en la zona de aguas abajo del orificio
ya que el exceso de energía cinética del chorro se...