Medidores de flujo

Universidad de Antofagasta
Operaciones unitarias 1







Laboratorio N°2: PERDIDA DE CARGA










Introducción
En este laboratorio, realizaremos las mediciones necesarias para poder reconocer cuales son los valores de Reynolds, de manera de saber si el fluido es turbulento, laminar o intermedio, y el factor de fricción, el cual vendrá dado por el diagrama de Moodyen el banco de pruebas. De este modo podremos cuantificar la pérdida de carga del sistema a través de fórmulas conocidas, como lo son por ejemplo el balance de energía mecánica o más directamente con la ecuación que representa a la pérdida de carga, la cual también ha sido entregada en la guía de laboratorio.
Objetivos
El objetivo de los ensayos es el experimentar el flujo de fluidos en tuberíaspara conocer prácticamente su funcionamiento y las leyes que lo rigen.

Fundamento teórico
El número de Reynolds permite caracterizar la naturaleza del escurrimiento, es decir, si se trata de un flujo laminar o de un flujo turbulento; además, indica, la importancia relativa de la tendencia del flujo hacia un régimen turbulento respecto a uno laminar y la posición relativa de este estado decosas a lo largo de determinada longitud:

En donde D es el diámetro interno de la tubería, V es la velocidad media del fluido dentro de la tubería, es la viscosidad y es la densidad. El número de Reynolds es una cantidad adimensional, por lo cual todas las cantidades deben estar expresadas en el mismo sistema de unidades.
El factor de fricción f es adimensional, para que la ecuación produzca elcorrecto valor de las pérdidas. Todas las cantidades de la ecuación excepto f se pueden determinar experimentalmente, esta se determina a través del diagrama de Moody, el cual necesita el número de Reynolds y la rugosidad relativa para poder entrar en la tabla.
Procedimiento experimental
Flujo de líquido en cañería simple.
Para estudiar el flujo en cañerías simples se hace circular el agua porel circuito en estudio midiendo el flujo total y la diferencial de presión en un tramo determinado o en el total del circuito. Para realizar esto el líquido se cerrara las válvulas de todas las cañerías menos la superior.


Flujo de líquido por cañerías en paralelo.
Para el flujo en cañerías en paralelo se hace circular el agua por el circuito formado por dos o más circuitos en paralelo,midiendo el flujo total y la diferencial de presión en el total del circuito paralelo. A diferencia de lo realizado en la experiencia anterior en esta se pasara el líquido también por la cañería q se encuentra justo debajo.

Imagen 1. Para la experiencia en serie el líquido pasa por la cañería indicada por la flecha superior, es decir se cierran válvulas 10 y 11. Mientras que para la experiencia enparalelo pasa por ambas tuberías indicadas, es decir se cierra solo válvula 10.







Cálculos
Para ambas experiencias realice una gráfica de número de Reynolds versus factor de fricción “f”.
Con los valores del número de Reynolds, determine el factor de fricción a través de la gráfica de Moody, y los valores de rugosidad relativa, tomadas de bibliografía para el tipo de cañería enuso.
-Para realizar estos cálculos en una primera instancia debemos considerar los datos obtenidos en la experiencia para ambos casos, en donde por flujo obtendremos un promedio de todos los datos de manera de tener un solo dato por flujo que sea representativo.
-Experiencia en paralelo.

V [lt]
t[s]
P [Kg/cm2]
Manometro [pulg]
Flujo 1
10
16,56
2,5
0,4

10
17,44
2,5
0,4

10
16,492,5
0,4

10
16,71
2,5
0,4
Flujo 2
10
17,22
2,7
0,4

10
16,76
2,7
0,4

10
17,71
2,7
0,4

10
17,94
2,7
0,4
Flujo 3
10
18,37
2,9
0,36

10
18,89
2,9
0,36

10
18,67
2,9
0,36

10
17,89
2,9
0,36
Flujo 4
10
18,62
3,3
0,23

10
19,44
3,3
0,23

10
19,36
3,3
0,23

10
18,47
3,3
0,23
Flujo 5
10
20,47
3,6
0,2

10
20,69
3,6
0,2

10...