Medicion De Caudal Mediante Orificios Pequeños

Universidad Católica Andrés Bello Guayana
Escuela de Ingeniería Industrial
Laboratorio de Mecánica de Fluidos







MEDICIÓN DE CAUDAL MEDIANTE OIFICIOS PEQUEÑOS









Profesor: Alumna:
Edgar RuizYulianny Brandao
INTRODUCCIÓN
Con la realización de la práctica se logró calcular el coeficiente de velocidad y el coeficiente de descarga.
El caudal normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un áreadada en la unidad de tiempo y las pruebas experimentales muestran que los caudales reales son alrededor de 65% de los obtenidos por el análisis teórico, debido a las simplificaciones realizadas y a la no consideración de las pérdidas existentes.
El estudio del flujo a través de un orificio es entonces un tópico clásico para ilustrar la necesidad de una aproximación mitad teórica y mitad empíricahacia los temas de la Mecánica de Fluidos.
Hay dos métodos de análisis de la descarga de un tanque o recipiente a través de un orificio. El primero aplica cuando el orificio es pequeño en comparación con la altura de presión sobre él, esto es conocido como "análisis de orificios pequeños". En este caso se ignora las variaciones de la velocidad respecto a la altura dentro del chorro de agua, y lavelocidad se considera constante y el segundo método usado para los orificios "grandes" toma en cuenta la variación de la velocidad con la altura dentro del chorro emergente del orificio.
En la práctica se utilizó el primer método, para el análisis de orificios pequeños y se usó el tanque cilíndrico de nivel constante en la pared con su eje horizontal, para descarga horizontal.
El orificio de5 mm de diámetro “Cussons P6223” y el gancho de medición “Cussons P6107” fueron algunos de los instrumentos esenciales para el desarrollo de la experiencia. Gracias a ello se logró determinar el caudal real, el valor de la constante k, para cada uno de los casos, y la trayectoria parabólica que sigue el fluido al salir del orificio. Datos esenciales para alcanzar los objetivos de la práctica.FUNDAMENTO TEORICO
La velocidad real del flujo a través de un orificio pequeño se calcula con el teorema de Torricelli. La diferencia entre la velocidad teórica y la real es asumida por el factor Cv conocido como el Coeficiente de Velocidad.
La diferencia de alturas Z1-Z0=Ho
V_r=Cv√(2gH_0 )


También



Donde k es la pendiente de la recta resultante de graficarVs x para el conjunto de puntos de la trayectoria del chorro


La velocidad teórica del agua que pasa a través del orificio es dada por:

El caudal real se obtiene en la práctica a partir del caudal teórico mediante el coeficiente de descarga Cd. Qreal: Cd*Qteorico y Qteórico: VO*a (a= área del orificio). Cd=Q_real/Q_teoricoOBJETIVOS
Determinar el coeficiente de descarga o derrame (Cd).
Investigar la trayectoria de un chorro horizontal y obtener el Coeficiente de Velocidad (Cv) del orificio.
Investigar el tiempo requerido para vaciar un tanque o recipiente a través de un orificio y obtener el Coeficiente de Descarga Cd del orificio.

















EQUIPOS
Regla graduada: Instrumento utilizadopara medir la altura del chorro de agua con respecto a una distancia horizontal determinada.
Gancho de medición (Hook Gauge and Scale, Cussons P6107): Se utilizó en la práctica para medir la distancia “u” en la trayectoria de chorro horizontal y se puede observar en la fig. 3 en el fundamento teórico cual es la distancia “u”.
Tanque cilíndrico de nivel constante (Constant Head Inlet Tank,...