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UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA METALURGICA Laboratorio Laborator io de Fenómenos de Transporte Grupo 1 1 Córdoba Angarita

7.1. 7. 1. OBJET JETIVO IVOS. •

• •

•

Profesor: Ing. Oscar Yesidt

7. MEDIDOR MEDIDORES ES DE FLUJO- VENTURIM VENTURIMETRO ETRO..

Reconocer Reconocer y practicar el manejo del venturímetro, venturímetro, y su respectiva aplicación en el aforo de los uidos en movimiento. Encontrar la constante de descarga del venturímetro e indicar su signicado. Hallar el valor del caudal teórico y del caudal real o experimental, y hacer una comparación entre ellos. plicar las ecuaciones de energía y de continuidad en la o!tención de los resultados.

7.2. EQUIPOS. • • • •

"anco de prue!as. #enturí. $ronometro %esas.

7.3. 7. 3. PROC PROCED EDIM IMIE IENT NTO O Inst!"#$n %&! &'(#)*. • • •

$olocar el medidor de venturí so!re el !anco hidr&ulico. $onectar la manguera de salida del !anco a la entrada del aparato. $onectar la salida del aparato a una manguera y colocar el extremo li!re dentro del tan'ue de medición.

C!#+,"#$n %& !*s n$&t,*s. • • • •

!rir las v&lvulas (aparato y !anco) a *+ de sus posiciones totalmente a!iertas. #ericar 'ue la v&lvula de purga este !ien cerrada. %oner a funcionar la !om!a, eliminar el aire atrapado como !ur!ujas en los manómetros. Regular las alturas en los manómetros por medio de la inyección de aire con la !om!a de mano, por la v&lvula de purga.

P,*"&%##&nt* &)&,#&nt!. • • •

!rir la v&lvula de purga. Registrar las lecturas manom-tricas. omar omar el caudal a trav-s del !anco de prue!as.Repetir prue!as.Repetir para */ diferentes diferentes caudales.

oscaresidt.cordoba!uptc.edu.co

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7./. FUNDAMENTOS TE0RICOS.

El venturimetro se usa para medir el caudal 'ue pasa por una tu!ería .0e hace generalmente de hierro fundido y consta primero de una parte cilíndrica del mismo di&metro de la tu!ería a la cual se acopla .Esta parte tiene un anillo de !ronce con una serie de oricios pie1ometricos para la medidas de presión est&tica 2 sigue despu-s una parte cónica convergente 'ue termina en una garganta cilíndrica con anillo de !ronce 'ue contiene otra serie de oricios pie1ometricos , a continuación sigue una parte cónica divergente , 'ue termina en una porción cilíndrica del mismo di&metro 'ue la tu!ería . los dos anillos de oricios pie1ometricos van conectados las dos ramas de un manómetro diferencial (geocities). sumiendo 'ue no hay p-rdidas de energía a lo largo del tu!o, y 'ue la velocidad y las alturas pie1om-tricas son constantes a trav-s de cada una de las secciones consideradas, entonces de la ecuación de energía tenemos 'ue3 V 1

2

2 g

+h =

V 2

1

2

+h = 2

2 g

V n

2

2 g

+ hn

(*) en donde3 # *, #4 y # n son las velocidades del ujo a trav-s de las secciones *, 4 y n. 5a ecuación de continuidad para esta situación es3 V 1 . A1 V 2 . A2 V n . An Q (4) Rempla1ando en la ecuación (*) para # * proveniente de la ecuación (4) =

=

 A  2 g  A

V 2

2

2

1

=

2

 V   + h = 2 g + h  2

2

1

2

y resolviendo esta ecuación para # 4 3 V 2

=

2 g (h1 − h2 ) 2

 A  1 −  2    A1 

h1 : Altura Piezometro en la Entrada ( A ) h2 : Altura Piezometro en laGarganta D

Reempla1ando (4)3 Q Q = V 2 . A2

= A2 *

− h2 ) 2  A2   1 −   A  1 

2 g ( h1

()




En la pr&ctica, hay p-rdidas de energía entre la sección * y 4 y la velocidad no es a!solutamente constante entre cada una de esas secciones. $omo resultado, los valores de 6 medidos usualmente son menores 'ue los calculados de la ecuación () por lo 'ue se introduce el concepto de un coeciente 'ue relaciona el caudal real con el teórico. Este coeciente es determinado experimentalmente y varía con el tipo de venturímetro utili1ado así como tam!i-n con la descarga, pero usualmente est& entre un rango de /.74 a /.77 Q

2 g (h1 − h2 )

= C . A2 *

2

 A  1 −  2    A1 

(8) 5a distri!ución ideal de presiones a lo largo de la tu!ería convergente9 divergente puede determinarse de la ecuación (*) y est& dada por3 hn

− h1

V 2

2

=

V 1

2

− V n 2

V 2

2

2 g

0ustituyendo a en el segundo t-rmino de la expresión la relación de &reas en lugar de la relación de velocidades proveniente de la ecuación de continuidad (4), la distri!ución ideal de presiones ser&3 hn

−h

1

V 2

2

 A =   A

2

1

2

   

2

 A  −     An  2

2 g

(:)

A

B

D

C

(1)

E

F

9 7 , 6 1

7 4 , 8 1

G

H

J

4 8 , 1 2

3 5 , 3 2

K

L

(2)

2 , 3 2

6 2

20

4 , 8 1

12

6 1

14

15

15

6 1 , 0 2

15

15

15

1 2 , 5 2

15

6 2

20

Distancia entre manómetro y diámetro del venturi en mm.

7.. CUESTIONARIO.


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•

•

•


;!tención de la expresión para la velocidad en la garganta (so!re el es'uema de un venturímetro inclinado θ< con la hori1ontal), utili1ando las tres formas de la ecuación de "ernoulli. =ncluir manómetro de mercurio. n&lisis de cada uno de los t-rminos de la ecuación de "ernoulli explicando el tipo de energía 'ue representa cada uno de ellos. Revisión !i!liogr&ca !reve so!re los siguientes instrumentos utili1ados para determinar la velocidad de un uido en movimiento3 u!o de %itot, tu!o de %randtl, oricio en un depósito, anemómetros (tipos), >olinete (o correntómetro), anemómetro de hilo caliente, sifón, eyector. $alcular la distri!ución ideal de presiones como una fracción de la ca!e1a hn − h1 V 2

2

2 g •

• •

• • • •

• • •

de velocidad en la garganta . ?racar para cada caudal experimental3 la distri!ución ideal de presiones vs distancias a las 'ue se encuentran los diferentes pie1ómetros. @ adem&s gracar la distri!ución ideal de presiones o!tenida en el numeral *. $alcular el $audal eórico (6 ). ?racar 6 experimental #s 6 teórico. justar la curva y o!tener el coeciente $. $alcular el coeciente $ para con cada uno de los caudales a partir de 6 y (h*9 h4)*+4. ?racar 6 vs (h*9 h4)*+4. justar la curva y o!tener $. ?racar los diferentes coecientes vs diferentes caudales ($ vs 6) justar. %ara uno de los caudales con 'ue se presente presión negativa en la garganta di!ujar la línea pie1om-trica y la línea de energía. ;!tener las p-rdidas de energía del uido al pasar por todo el venturímetro. ;!tener las p-rdidas de energía entre cada par de pie1ómetros. nali1ar el comportamiento de las diferentes varia!les para cada uno de las gr&cas. $omentar.

7.. P,&(nts • •

•

A6u- sugerencias harían para mejorar el aparatoB A$u&l sería el efecto en los resultados si el venturímetro no estuviera hori1ontalB AHa!ría 'ue hacer corrección a las lecturas del pie1ómetro si la escala de medida esta!a montada con su eje verticalB. Csando el valor de $ o!tenido experimentalmente, determine el di&metro de la garganta del #enturi 'ue mediría un ujo de /.8 m+s en una tu!ería



•


de /.D m de di&metro con una ca!e1a del diferencial de (/.m aproximadamente) 0i se desea agregar una solución 'uímica de igual densidad a la del uido instalando un tu!o de *cm de di&metro en la garganta del venturi, indicar la distancia FG hasta el nivel del depósito y el caudal 'ue entraría.




7.7. FORMATO TOMA DE DATOS

Q

A

B

C

A!t(,s P#&4*&t,#"s 56 D E F G  I

J

8

L

Q9

Q:

Q1 ;

Q1 Q2 Q3 Q/ Q Q Q7 Q9 CAUDAL REAL Q1

Q2

Q3

Ms T#&) * C(%! 5<=s& 6


Q/

Q

Q

Q7



7.9. FORMATO C>LCULOS N?

M 586

T 5s6

Q E) 5<=s 6

5@@%6.

VD

Q T&*, A-D

5<=s 6

C%

R&

hn − h1 V 2

N

2 g

A

N

N

N

2

A

A

A-B

B

C

B

D#&,&n"# %& C+&4 %& P,&s#$n 56 C D E F G 

B

B-C

J

8

L

J

8

L

C

C+&4 D& V&!*"#%% 56 D E F G 

J

8

L

C-D

P&,%#% D& En&, 56 D-E E-F F-G G- -J

J-8

8-L

A-L


D

E

F

G






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