UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LICENCIATURA EN INGENIERÍA CIVIL
LABORATORIO DE HIDRÁULICA No.5 MEDIDORES DE FLUJO
INTEGRANTES: ALEJANDRA MUÑOZ 8-914-1720 MARÍA PEREIRA 20-70-2840 JOSÉ LUIS GONZÁLEZ 8-914-930 MIGUEL DELGADO 8-913-1636 RICARDO PITTI 4-858-1198
GRUPO: 1IC133/ SUB-B
II SEMETRE ASISTENTE DE LABORATORIO: ANEL ACEVEDO FECHA: LUNES, 25 DE SEPTIEMBRE DEL 2017 0
ÍNDICE Introducción……………………………………………………………………...……...2 Objetivos………………………………………………………………………...….......3 Materiales y equipos……………………………………………………………….......4 Marco teórico…………………………………………………………………..……….5 Procedimientos…………………………………………………………………..……..6 Cálculos…………………………………………………………………………….…7-9 Tabla de resultados……………………………………………………………....10-11 Conclusiones……………………………………………………………………...…12 Recomendaciones…………………………………………………………………….13 Bibliografía……………………………………………………………………………..14 Anexos………………………………………………………………………………… 15
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INTRODUCCIÓN El de principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una corriente de agua. Fue expuesta por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.
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OBJETIVOS •
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Obtener las perdidas por fricción y perdidas menores o locales que se encuentren en el sistema mostrado. Aplicar el concepto de longitud equivalente tomando los medidores de flujo como accesorios. Estudiar el funcionamiento y las aplicaciones de algunos aparatos medidores de flujo. Comprender los principios en los que se basan los diferentes tipos de medidores de caudal.
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MATERIALES Y EQUIPOS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Banco hidráulico Venturímetro Rotámetro Placa de orificio Cronómetro Probeta Vasija Piezómetros HP 50G
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MARCO TEÓRICO Siempre que se trabaja con un fluido, existe la necesidad de realizar un conteo de la cantidad que se transporta, para lo cual utilizamos medidores de flujo. Algunos de ellos miden la velocidad de flujo de manera directa y otros miden la velocidad promedio, y aplicando la Ecuación de continuidad y la de energía se calcula la velocidad. MEDIDORES DE CABEZA VARIABLE • •
Tubo de Venturi Placa de Orificio
Tubo de Venturi: Es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos cónicos. La presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así, al colocar un manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la caída de presión y calcular el caudal instantáneo. Placas de orificio: Cuando una placa se coloca en forma concéntrica dentro de una tubería, esta provoca que el flujo se contraiga de repente conforme se aproxima al orificio y después se expande de repente al diámetro total de la tubería. La corriente que fluye a través del orificio forma una vena contracta y la rápida velocidad del flujo resulta en una disminución de presión hacia abajo desde el orificio.
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PROCEDIMIENTOS 1. Encienda la bomba y active todo el sistema. 2. Asegúrese de que la manguera de descarga está completamente estática. 3. Colecte un volumen con el recipiente y tome el tiempo correspondiente. 4. Mida el volumen con la probeta. 5. Anote las medidas en la Tabla 1. 6. Repita los pasos del 4 al 6 hasta tener tres medidas. 7. Tome las medidas de los piezómetros (h1, h2, h3, h4, h5,h6) en la entrada y en la salida de los diferentes medidores de flujo. Anote las medidas en la Tabla 2. 8. Calcule los caudales con cada una de las medidas (Q= Vol/t) 9. Calcule el valor promedio de los tres caudales. 10. Calcule los valores de Qexp y Qteo para cada tipo de medidor de flujo. 11. Calcule la longitud equivalente para el venturímetro y la placa de orificio.
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CÁLCULOS DATOS: VENTURÍMETRO DIÁMETRO DIÁMETRO h1 C MAYOR (D) MENOR (d) 32 mm 20 mm 0,98 218 mm
h2 229 mm
PLACA ORIFICIO DIÁMETRO DIÁMETRO MAYOR MENOR (d) (D) 35 mm
19 mm
h1
h2
30 mm
56 mm
C 0,63
ÁREAS:
í = 6,46810− í = 9,8710− = 9,25710− = 8,03910−
CÁLCULO DE CAUDALES TEÓRICOS
− 1 1 = √ 2Δh ∗ 7
í − 1 1 = √ 2(9,8)(11x10−)[9,8710− 6,468x10−] ∗ 0,98 − í = 1,553x10 ⁄ í − 1 1 = √ 2(9,8)(26x10−)[8,03910− 9,257x10−] ∗ 0,63 − = 1,33x10 ⁄
á = 9,72x10− ⁄ CAUDAL EXPERIMENTAL:
= 1,4689x10− ⁄
ERRORES EXPERIMENTALES: 8
⁄ 1,4689x10− ⁄ − 1, 5 53x10 í = | 1,553x10− ⁄ | = 5,42% − − ⁄ ⁄ 1, 3 3x10 1, 4 689x10 = | 1,33x10− ⁄ | = 10,44% − − ⁄ ⁄ 9 , 7 2x10 1, 4 689x10 á = | 9,72x10− ⁄ | = 51%
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TABLAS DE RESULTADOS Tabla 1. Lector N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Caudal promedio
Tiempo (s)
Volumen (cm 3)
3,96 3,48 2,83 3,21 4,96 4,57 3,33 3,12 3,88 4,31 4,35 4,25 3,85 4,36 4,73 4,12 4,41
575 500 390 460 665 610 480 460 555 590 605 580 535 585 660 5775 610
Tabla 2. Piezómetros de Venturímetro H1 (mm) H2 (mm)
218 229
Piezómetro de placa de orificio H3 (mm) H4 (mm)
30 56
Caudal volumétrico Qexp( cm3/s) 145, 202 143,678 137,809 143,302 134,072 133,48 144,144 147,435 143,041 136,89 139,08 136,47 138,96 134,174 139,563 138,321 139,53 131,686
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Tabla 3. Caudales Qteo(m3/s)
Venturimetro Rotámetro Placa de orificio
− ⁄ ,, − ⁄ − , ⁄
% Error
,,%% %
Tabla 4, Longitud equivalente Leq (m) Venturímetro Placa de orificio
CONCLUSIÓN 11
Se demostró que al tomar una cantidad, significativamente mayor, de muestras de volúmenes por tiempo para obtener un caudal experimental, graficando una línea promedio y descartando los valores que salían del rango, obtuvimos, en comparación a laboratorios anteriores, mayor precisión en los errores cometidos. Aunque no se obtuvieron grandes porcentajes de error, el rotámetro se descartó inmediatamente como la mejor opción para medir un caudal teórico, puede que la máquina que marca la magnitud del mismo no esté calibrada. El venturímetro resultó ser el que menor margen de error presentó para calcular las pérdidas, aunque presenta un resultado muy cerrado a la placa de orificio.
RECOMENDACIÓN 12
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En la medición de caudal, es de especial importancia la sincronización entre el medidor de tiempo y el medidor del volumen de agua que entra la probeta. En la conversión de unidades es usual cometer errores, aquí se debe prestar especial cuidado. En los cálculos, se debe prestar atención a las formulas usadas, verificando los valores dadas por la calculadora.
BIBLIOGRAFÍA 13
http://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidoresflujo.shtml http://planespecifico.blogspot.com/2011/07/medidores-de-flujo.html
Venturímetro Ajuste del caudal de agua ANEXOS 14
Placca de orificio
se utilizaron solo 4 medidores del piesómetro
Rotámetro
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