Perdida De Carga Real Vs Perdida De Carga Virtual

PRÁCTICA 11:

Índice
1. Introducción
2. Objetivos de la prueba
3. Marco teórico
4. Instrumento y equipos
5. Descripción del procedimiento empleado
6. Resultados de la prueba
7. Diagramas
8. Conclusiones y experiencias

INTRODUCCIÓN
En la industria es de vital importancia conocer con gran exactitud un modelo que determine el tiempo que transcurre para que untanque o un recipiente descargue su contenido, también es útil conocer las pérdidas de energía del fluido a medida que transcurre por las tuberías de descarga. Muchas veces estas pérdidas de energía son irrecuperables y esto puede deberse a un exceso de accesorios como uniones (en general), codos, llaves, válvulas, etc., esto también puede significar consumo de energía elevado si es necesario,por ejemplo elevar el fluido con una bomba.
Esta práctica tiene como objeto determinar un modelo matemático del tiempo transcurrido a medida que el tanque conico descarga su contenido; teniendo en cuenta la fricción de la tubería y los accesorios, y de esta manera poder determinar la velocidad de salida del tanque, para luego compararlos con datos experimentales que verifique el modelo utilizado.OBJETIVOS

1. Determinar el tiempo que demora en vaciarse un recipiente que contiene un fluido que sale a través de un orificio.
2. Analizar la influencia de la altura de carga y el diámetro del orificio, sobre el tiempo de vaciado
3. Determinar la relación que se establece entre el caudal con la altura, tiempo  y el área de descarga.
4. Observar la descarga de u orificio depared biselada y analizar el coeficiente de descarga para diferentes secciones de orificio.

MARCO TEÓRICO
Tiempo de descarga en tanques y recipientes
El diseño de tanque más difundido en la industria es sin dudas, el tanque cilíndrico de eje vertical con fondo plano tal como el mostrado en la figura N°1. Considerando este diseño como base calcularemos el tiempo de descarga de los mismos en dossituaciones diferentes, a saber:
Tanque cilíndrico vertical de fondo plano sin cañería asociada (descarga libre)

Por la ecuación de Bernoulli:


Considerando las pérdidas, la velocidad real de descarga a través de la boquilla es:

Donde Cv es el coeficiente de velocidad.
Área de la vena contracta:
Donde: Ao es el área de la conexión de salida y Cc es el coeficiente decontracción. Caudal descargado:

Donde: V es el volumen descargado y Cd es el coeficiente de descarga.


Aplicando la ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad a través de una boquilla uorificio, tenemos:

El volumen descargado también se puede expresar como:

Donde A es la sección transversal del tanque supuesta constante Igualando:

Integrando entre los tiempos 0 y t y los nivelesH0 y Hf, para áreas transversales constantes, tenemos:

Vemos entonces que para una misma diferencia de nivel, el tiempo de descarga crecerá con el cuadrado del diámetro del tanque. De manera análoga, vemos también que para dos tanques iguales y con una misma diferencia de nivel, el tiempo de descarga disminuirá con el cuadrado del diámetro de la conexión de salida y será inversamenteproporcional al coeficiente de descarga de la conexión de drenaje El efecto de la forma de la boquilla sobre la velocidad de flujo está representado por el coeficiente de descarga (Cd) que se considera constante para fluidos newtonianos en flujo turbulento. Algunos valores de coeficientes de descarga característicos son:

En la práctica existen muchas instalaciones donde los tanques son vaciados a travésde cortas cañerías o simplemente a través de un codo a 90° hacia un canal colector de desagües o hacia un tanque situado a un nivel inferior, situaciones estas en las que puede aplicarse esta ecuación.
INSTRUMENTOS Y EQUIPOS
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