PRÁCTICA 3. MEDICIÓN DE CAUDALES
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO. El banco FME-18 FME-18 ilustrado ilustrado en la Figura Figura 3.1 consiste consiste en un Rotámetro
t u b o d e Venturí, Venturí, un
( medidor de área variable) variable) y una placa de orificio instalados instalados en
una
configuración en serie para permitir una comparación directa.
Figura 3.1. Imagen del Banco de Ensayo de Medición de Caudales.
Hay varias tomas de presión conectadas a un panel de ocho tubos, el cual se conectará al banco hidráulico con una entrada de agua presurizada.
El equipo consta de distintos distintos elementos, elementos, ver Figura 3.2, que se emplean en combinación con el canal del Banco Hidráulico FME-00:
Una boquilla especial que se acopla a la boquilla de salida de agua del Banco Hidráulico (8)
Figura 3.2. Esquema del banco de ensayo.
Medidor Venturi (7)
Medidor de área variable (5)
Medidor de orificio (3)
Válvula de control de flujo, VCC (2)
Manómetro de 8 tubos (6)
ESPECIFICACIONES DEL BANCO.
Escala del manómetro: 0 a 480 mm de columna de H2O. Nº de tubos manométricos: 8
Rotámetro: 250 a 2500 l/h
Dimensiones del tubo Venturi:
Diámetro de la tubería aguas arriba = 32 mm (A1 = 8,04x10-4 m2 )
Diámetro del orificio = 20 mm (A2 = 3,14 x 10-4 m2)
Graduación aguas arriba = 14°
Graduación aguas abajo = 21°
Dimensiones de la placa de orificio:
Diámetro de la tubería aguas arriba = 35 mm (A1 = 9,62x10-4 m 2 ) Diámetro del orificio = 19 mm (A2 = 2,83x10-4 m2 )
OBJETIVO GENERAL. Determinar el valor del caudal volumétrico que circula por una tubería utilizando distintos instrumentos y/o procedimientos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Comparar el valor de los caudales volumétricos para el Rotámetro y el recipiente volumétrico.
Comparar el valor de los caudales volumétricos pa ra el Rotámetro y el Venturi.
Determinar el error en las medidas de flujo.
Determinar el factor Cd de la placa orificio de manera gráfica.
Comparar Cd experimental de la placa orificio con el suministrado por el fabricante.
Construir la curva de calibración ΔP vs Q para la placa orificio.
PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES.
Procedimiento Experimental 1. Llenado de tubos manométricos. 1. Cierre la válvula de control de flujo del Banco Hidráulico FME-00 (VC) y abra completamente la válvula de control de flujo del equipo (VCC). 2. Conecte la bomba y abra lentamente la válvula VC hasta alcanzar un caudal de 2400 l/h. Espere unos minutos hasta que los tubos manométricos estén completamente llenos y que no queden burbujas de aire en su interior. 3. Cierre VC y a continuación VCC. Esté completamente seguro que el equipo quede estanco, es decir, que no salga ni entre agua. 4. Abra la válvula de purga.
5. Abra con cuidado la válvula VCC e inyecte aire a los tubos manométricos. Se puede observar como los tubos manométricos se llenan de aire a la misma altura. 6. Una vez que el nivel ha alcanzado 240 mm cierre VCC y cierre la válvula de purga. 7. Todos los tubos deben de haber alcanzado el mismo nivel.
Procedimiento Experimental 2. Toma de datos en el banco. 1. Mida la temperatura del agua. 2. Abrir completamente la válvula VCC, poner en marcha la bomba y abrir la válvula VC hasta alcanzar un caudal aproximado de 1300 l/h (medidos en el rotametro). Espere que el agua circule por el interior del aparato para eliminar todas las burbujas o bolsas de aire. 3. Tomar Nota de los valores medidos en la Tabla 3.1. 4. Abrir la válvula VC hasta que el flujo disminuya en 200 l/h. Esperar que el sistema se estabilice. Repetir Paso 3 hasta tomar nota de las lecturas correspondientes a 700 l/h, aproximadamente.
Tabla 3.1. Ejemplo de tabla para los datos experimentales.
1
2
Lectura del manometro
Rotametro
ΔⱯ
t
Q
(mmH2O)
(l/h)
(l)
(s)
(l/s)
3
4
5
6
7
8
Para cada posición de la válvula VC, anotar los valores obtenidos en la Tabla 3.1, sabiendo que:
Las lecturas correspondientes a los tubos manométricos 1 y 2 corresponden al Venturi.
Las lecturas de los tubos 1 y 3 indican las pérdidas de carga en el Venturi.
Los tubos manométricos 4 y 5 indican la pérdida d e c a r g a en el medidor de área variable.
Los tubos manométricos 6 y 7 corresponden a la lectura de la placa de orificio.
Los tubos manométricos 6 y 8 indican la pérdida de carga en la placa de orificio.
Ejercicio Práctico 1. Comparación de las medidas de caudal entre el Rotámetro y el Recipiente Volumétrico. Construya la curva, según los ejes ilustrados en la Figura 3.3, entre las medidas de caudal obtenidas utilizando el recipiente volumétrico y el rotámetro.
.Figura 3.3. Ejes para la comparación de las medidas de caudal.
Ejercicio Práctico 2. Comparación de las medidas de caudal entre el Rotámetro y el Venturi. Construya la curva, según los ejes ilustrados en la Figura 3.4, entre las medidas de caudal obtenidas utilizando el rotámetro y el Venturi. Co nsidere para el Venturi un valor de Cd=0,98.
Figura 3.4. Ejes para la comparación entre las medidas de caudal.
Ejercicio Práctico 3. Coeficiente de flujo Cd de la placa orificio. Utilizando los valores experimentales y constantes del banco de ensayo, obtenga el comportamiento de Cd en función del caudal volumétrico (Cd vs Qrot) que pasa a través de la placa (medido con el rotámetro), ver Figura 3.5. El valor de Cd=0,63 es suministrado por el fabricante.
Figura 3.5. Ejes para ejercicio práctico 3. donde:
= ∙√ ∙(1−2 4) En los ejes representados en la Figura 3.6 se debe representar el comportamiento de Cd placa
vs Q.
Figura 3.6. Plano para representar Cd placa vs Qrot.
Ejercicio Práctico 4. Curva de calibración de la placa orificio. Representar en el plano ilustrado en la Figura 3.7, el comportamiento del caudal volumétrico (Q) en f unción de la caída de presión (Δ P) máxima en la placa orificio.
P6-P7
Figura 3.7. Plano para presentar la curva de calibración de la Placa Orificio.
