Medidores de flujo

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
Unidad de Laboratorios - Laboratorio A
Sección Fenómenos de Transporte
Laboratorio de Fenómenos de Transporte I (TF-2281)

PRACTICA 3F. CALIBRACIÓN DE MEDIDORES DE FLUJO VOLUMÉTRICO

Luis De Ponte
08-10291
Lisette Hernández
08-10542
Alexander Varela
0


Sartenejas, 30 de Enero de 2004
SUMARIO

INTRODUCCION
La siguiente práctica tiene comofinalidad la calibración de medidores de flujo volumétrico, específicamente se estudiaran tres tipos de medidores: el tubo venturi, placa orificio y la tobera. Todos estos medidores se basan en la caída de presión que ocurre entra la entrada y salida del dispositivo, la cual permite calcular el caudal ideal del fluido según el principio de Bernoulli. Luego se va a determinar el caudal realexperimentalmente y así se obtendrá una relación entre ambos caudales la cual se representa mediante el coeficiente de descarga.

FUNDAMENTOS TEORICOS
Medir un caudal consiste en determinar la cantidad de volumen de fluido que atraviesa una sección determinada en un tiempo dado. Así existen dispositivos que generan ciertas modificaciones en el fluido, las cuales permiten determinar su flujo volumétrico.Basados en el principio de la conservación de energía los medidores de presión diferencial buscan generar una constricción en la sección que atraviesa el fluido, esto provoca un aumento de la velocidad que se traduce en un aumento de la energía cinética lo cual obliga a que la presión disminuya para cumplir con el principio de conservación de energía.

Este principio fue utilizado porBernoulli para deducir la ecuación que describe el movimiento de un fluido a través de una tubería. Para llegar a esta ecuación se debe considerar un flujo estacionario e incompresible, con efectos viscosos despreciables y sin rozamiento.

P1ρg+v12g2= P2ρg+v22g2
Donde: P1 y P2: presiones a la entrada y salida del dispositivo. [Pa]
ρ: densidad del fluido. [kg/m3]
g: gravedad. [m3/s]
v1 y v2:velocidades del fluido a la entrada y salida del dispositivo. [m/s]

Una combinación entre la ecuación (1) y la ecuación de continuidad proporcionan la siguiente relación entre la caída de presión generada por el dispositivo y la velocidad del fluido, la cual permite calcular el caudal de salida ideal.

(2)
Donde:

Entre elcaudal ideal y el caudal real que sale de una tubería existe una relación llamada coeficiente de descarga, este se calcula mediante la siguiente ecuación:

Qr=Cd.Qi (3)

Donde: Qr: caudal real [m3/s]
Qi: caudal ideal [m3/s]
Cd: coeficiente de descarga.

Estas ecuaciones se aplican a cualquiermedidor de presión diferencial. A continuación se describirán tres tipos de dichos dispositivos:

* Placa orificio: como su nombre lo indica es una placa de cierto espesor con un agujero que se encuentra atravesando la tubería con el propósito de reducir el área que atraviesa el fluido. Este dispositivo genera una alta caída de presión ya que el cambio de área es brusco debido a la geometría quepresenta el dispositivo.

* Tobera: consiste en una especie de embudo que va reduciendo gradualmente el espacio por el que circula el fluido y luego lo libera. La caída de presión es menos brusca que en el dispositivo anterior.

* Tubo venturi: este dispositivo va disminuyendo el volumen de entrada con una especie de cono que lleva al fluido a una constricción pequeña y luego se vaagrandando en forma de cono invertido aumentado el volumen de salida. La caída de presión es menor y el fluido tiene menores pérdidas ocasionadas por el cambio brusco de volumen.

DESCRIPCION DEL EQUIPO
El equipo que se utilizara en la practica consiste en un sistema de tuberías como se muestra en el apéndice. Este sistema consiste en:

* Tanque de almacenamiento (1). Dimensiones: 0,95m de...