Orificios Y Boquillas

OBJETIVOS
Conocer la clasificación y usos de los orificios y boquillas.
Determinación el caudal que pasa a través de un orificio y de una boquilla.
Determinar las ecuaciones y curvas de patronamiento de orificios y boquillas.

DATOS
ORIFICIO BOQUILLA
Diámetro (cm) = 2 diámetro(cm) = 2
Temperatura = 20°C longitud(cm) = 4,2
ν = 1,004E-6

Tabla N° 1, datos delaboratorio
ORIFICIO BOQUILLA
OBSERV. N° Qr (cm^3/s) tiempo (s) H(cm) X(cm) Y(cm) Qr (cm^3/s) tiempo (s) H(cm) X(cm) Y(cm)
1 570 2,52 920 3,52
1 2 580 2,52 4 13,5 14 780 3,13 4 17,5 14
3 660 2,96 920 3,7
1 940 3,54 820 2,93
2 2 1200 4,81 5,6 19,9 14 1070 3,66 5,6 20 14
3 1040 4,23 1020 3,42
1 750 2,46 960 2,66
3 2 10003,15 8,7 21,3 14 1160 3,06 8,7 23,8 14
3 1010 3,2 1180 3,34
1 1160 3,39 1080 2,41
4 2 1170 3,4 10,6 23,6 14 800 1,88 10,6 25,7 14
3 1160 3,43 820 1,87
1 780 2,25 860 1,87
5 2 1090 3,16 12,5 25,6 14 810 1,71 12,5 27,7 14
3 1120 3,32 820 1,81
1 1200 3,15 780 1,54
6 2 1390 3,78 14,5 27,3 14 850 1,74 14,5 29,314
3 1080 2,99 830 1,67 14

CALCULOS
Calculamos para cada par de valores Q, H el coeficiente de descarga Cdi, tanto para el orificio como para la boquilla, en seguida determinamos el coeficiente de descarga Cd promedio; con las siguientes formulas:
Cdi=Q/A_(o√2gH)
Calculamos el coeficiente de velocidad C_vi, y el coeficiente de velocidad C_v promedio con la siguientes formulas:C_v= X/(2√YH)
Con los valores de Cdi y C_vicalculamos para cada caudal el coeficiente de contracción C_ci

Cd= C_v C_c

Determinamos para cada el numero de Reynolds (Re).
Re=VD/v
Ubicamos los puntos Re vs C_v y Re vs C_d en la figura siguiente:
Grafico N° 1, Re vs C_v y Re vs C_d











Utilizando el método de mínimos cuadrados calculamos la constante k de laecuación de patronamiento, con base en ella dibujamos las curvas de patronamiento para el orificio y la boquilla, y ubicamos en el los puntos reales Q, H.

Tabla N° 2, Método de mínimos cuadrados para orificios

N Log (Qi) Yi Log (Hi) Xi XiYi Xi^2 a K m Cd
1 2,33682276 0,60205999 1,406907 0,36248 2,16 145 0,29 0,75
2 2,40419483 0,74818803 1,79879 0,55979 2,19 153
3 2,495064620,93951925 2,344161 0,8827 2,22 166
4 2,53338772 1,02530587 2,597497 1,05125 2,23 171
5 2,56403385 1,09691001 2,812514 1,20321 2,24 175
6 2,56801341 1,43616265 3,688085 2,06256 2,15 140
∑ 14,9015172 5,8481458 14,64796 6,12198 158

Tabla N° 3, Método de mínimos cuadrados para boquillas

N Log (Qi) Yi Log (Hi) Xi XiYi Xi^2 a K m Cd
1 2,4032427 0,60205999 1,446896 0,36248 2,17149 0,38 0,92
2 2,46262698 0,74818803 1,842508 0,55979 2,18 150
3 2,5616104 0,93951925 2,406682 0,8827 2,2 159
4 2,64048078 1,02530587 2,7073 1,05125 2,25 176
5 2,66483493 1,09691001 2,923084 1,20321 2,24 175
6 2,70056289 1,43616265 3,878448 2,06256 2,15 141
∑ 15,4333587 5,8481458 15,20492 6,12198 158




Tabla N° 4, cálculos de caudal con base en K
H (cm) Q ORIFICIO(cm^3/s)Q BOQUILLA(cm^3/s)
1 158 158
2 193,177 205,612
3 217,281 239,863
4 236,186 267,572
5 251,976 291,250
6 265,657 312,144
7 277,802 330,974
8 288,771 348,202
9 298,805 364,141
10 308,075 379,016
11 316,709 392,994
12 324,803 406,206
13 332,430 418,751
14 339,652 430,711
15 346,516 442,152
16 353,063 453,130
17 359,325 463,690
18 365,331 473,872
19 371,104 483,708
20 376,665493,229
21 382,033 502,459

Grafico N° 2, Curvas de patronamiento de boquilla y orificio

Calculamos las perdidas hp de carga para cada caudal con el coeficiente de pérdida de carga correspondiente k_0
hp=v^2/2g (1¦c^2 -1)=k_0 v^2/2g
Donde, k_0=(1¦c^2 -1)
Determinamos el tiempo que demora el tanque en desocuparse con carga variable a partir de los datos leídos en la práctica.

El...