trabajo


República bolivariana de Venezuela
Ministerio del poder Popular para la Educación Universitaria
Instituto Universitario De Tecnología Antonio José de Sucre
Carrera tecnología mecánica de mantenimiento
Sección fiii
Materia mecánica de fluidos





Profesora Integrante
Ing. Eline MéndezFranklin Blanco

Charallave, 20 de febrero del 2013

Caudal


Caudal es la cantidad de fluido que pasa en una unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad detiempo.

Caudal que circula por una conducción se puede determinar de forma simple imponiendo un estrechamiento en la sección de paso, de modo que se genere una reducción de presión, tanto más acusada cuanto mayor es el caudal circulante. Dentro de esta categoría de caudalímetros se encuentran el tubo Venturi y la placa orificio. En esta práctica se comparará el uso de ambos tipos de medidorespara obtener el caudal de agua que circula por un circuito simple, que también dispone de un caudalímetros de flotador o rotámetro. La práctica se completará con la medida de las pérdidas de carga singulares habidas en los tres caudalímetros, que también aumentan con el caudal circulante.

Medida del caudal por estrechamiento de la sección de paso

Considérese la conducción, por la quecircula un flujo incompresible y estacionario, y en la que se pasa de la sección A1 a una sección A2 más pequeña.

Conducto con estrechamiento

Entre las posiciones 1 y 2 de la figura 1 se produce una rápida convergencia de las líneas de corriente, de modo que la velocidad de las partículas aumenta y la presión disminuye. En estas condiciones se suele cometer muy poco error si entre ambasposiciones se plantea el principio de conservación de energía mecánica para flujo ideal (es decir, sin pérdidas de carga por disipación viscosa) dado por la ecuación de Bernoulli:

2 2
1 1 2 2
1 2 2 2
z p v z p v
g g g g
+ + = + +
ρ ρ

Donde z, p y v representan respectivamente la cota, la presión estática y la velocidad media de paso en las posiciones 1 y 2; ρ es la densidad del fluido(constante) y g la gravedad. Por el principio de continuidad el caudal Q a través de cualquier sección deberá ser el mismo y verificará que:
1122 Q = v A = v A (2)

En consecuencia con este tipo de medidores el problema de determinar el caudal queda reducido a la medida de la diferencia de presiones p1–p2, pues el resto de variables presentes en la ecuación (4) son dimensiones geométricas fijas en cadacaso.
En ambas posiciones 1 y 2 las líneas de corriente se pueden considerar rectas y paralelas al eje del conducto, por lo que no cabe esperar variaciones de presión en el sentido transversal.
Por lo tanto las presiones p1 y p2 presentes en el seno de la corriente serán iguales a las que existan sobre la pared interior del conducto en las respectivas secciones 1 y 2.
Así pues, para mediresas presiones basta con practicar sendos agujeros de toma de presión en la pared y conectarlos con mangueras a manómetros independientes, o bien a un manómetro diferencial para obtener directamente p1–p2.

En la práctica el caudal real QR resulta ser menor que el caudal teórico de la ecuación (4), por dos motivos:

1º) En flujos confinados por una pared siempre hay presencia de tensionesviscosas opuestas al movimiento, de modo que en la caída de presión p1–p2, que en su mayor parte está asociada al aumento de energía cinética entre ambas posiciones (según el balance de altura de energía mecánica de la ecuación 1), también hay una pequeña contribución de pérdida de carga.

2º) La sección efectiva de paso de la corriente por el estrechamiento suele ser menor que la propia sección de...