Reynolds

Introducción.

Una placa orificio es una restricción con una abertura más pequeña que el diámetro de la cañería en la que se encuentra insertada. Debido a la menor sección, la velocidad del fluido aumenta, causando la correspondiente disminución de la presión.
La placa orificio es un sensor de caudal más comúnmente utilizado, pero presenta una presión no recuperable muy grande, debido a laturbulencia alrededor de la placa, ocasionando un alto consumo de energía.
El orificio es normalizado, la característica de este borde es que el chorro que éste genera no toca en su salida de nuevo la pared del orificio; el caudal se determina por medio de las diferencias de presión generadas en la placa.

En esta experiencia se busca determinar la caídas de presión, con lo cual se obtendrá elcoeficiente de descarga de la placa, para ello se realizaran 15 mediciones, registrándose las diferencias de presión en el equipo de laboratorio correspondiente a esta práctica.

Marco Teórico:
La placa de orificio es uno de los dispositivos de medición más antiguos, fue diseñado para usarse en gases, no obstante se ha aplicado ampliamente y con gran éxito para medir el gasto de agua entuberías.
Es importante comprender que en cualquier tubería por la cual circula agua, la presión aumenta cuando la velocidad disminuye y la presión disminuye cuando la velocidad aumenta.
Vamos a referirnos a la figura, donde se muestra un corte transversal del dispositivo de medición.

La placa orificio origina que la velocidad aumente y la presión disminuya
Imaginemos que el agua circula por unatubería normal de cobre sin que nada la detenga, en este caso la velocidad de un punto de la tubería a otro no cambia.
Pero la placa de orificio ( punto C ) insertada en la tubería origina que el agua choque con la placa y disminuya su velocidad.
Debido a la reducción de la velocidad, la presión justo antes del orificio (punto B) es un poco mayor que la presión de operación en la línea deconducción aguas arriba (punto A)
Al pasar el agua por el orificio, para compensar la disminución del área, la velocidad aumenta y la presión disminuye, llegando a su menor valor cuando la velocidad es máxima.
Aguas abajo de este punto, el flujo de dispersa, disminuye la velocidad y se presenta un aumento de la presión en el punto D.
Después de la placa, la velocidad se recupera porque el aguacircula en toda la tubería (punto E).
Vamos a llamar la presión aguas arriba de la placa de orificio como h1, mientras que la presión aguas abajo como h2. La diferencia entre ambas (h1-h2) se conoce como la presión diferencial, la cual simbolizaremos por h.

La medición del gasto se determina conociendo las características geométricas del dispositivo, la presión diferencial y la densidad del agua.Si tienes un diámetro de orificio Do y una tubería con un diámetro D, necesitas determinar el cociente Do/D, al cual llamaremos con la letra griega beta (β). Este valor, se conoce como la relación de diámetros.
La densidad de un cuerpo, indica cuanto pesa dentro de un determinado volumen, se representa por la letra griega rho (ρ), para el agua limpia tiene un valor de 1.000 Kg/m3.
Al combinardos ecuaciones hidráulicas, que son La Ecuación de la Energía (Teorema de Bernoulli) y La Ecuación de Continuidad, se forma la siguiente ecuación para calcular el gasto:
Q=A*Cd 2g∆H1-(β)4
Donde:
- A: Área de la tubería (m2)
- Cd: Coeficiente de descarga
- g: Aceleración de Gravedad (m/s2)
- ΔH: Diferencia de presión (m en columna de agua)
- β: Relación de diámetros (Do /D) (m)

Elcoeficiente de descarga Cd es un valor de ajuste que compensa la distribución de velocidad y las pérdidas de carga menores que no fueron tomadas en cuenta al obtener la ecuación del gasto, su valor se determina para cada dispositivo, depende de cómo se coloquen las tomas de presión.
Una desventaja importante de este tipo de medidor es la pérdida de carga hidráulica que genera, la representaremos...