Laboratorio Nº 1 de Mecánica de Fluidos "Medición Directa de Caudal"

MEDICION DIRECTA DE CAUDAL

INTRODUCCION Existen diversas técnicas para la medición de un fluido, entre las cuales se estudiará el uso y métodos para determinar el caudal del mismo; en ese caso se estudiará el método gravimétrico y volumétrico los cuales determinan midiendo con la ayuda de un cronómetro el peso o volumen que pasan en un intervalo de tiempo. La medición de caudal es muy importante en la industria de procesos, prueba de ello es su elevado porcentaje de ocurrencia en la práctica, dentro del conjunto de mediciones que se realiza habitualmente. Algunas de las funciones que se pueden llevar a cabo a través de la medición de caudales son los siguientes:     

Dimensionamiento de presas, embalses y obras de control de avenidas Conocimiento de la producción de un proceso o planta. Conocimiento de los diferentes consumos. Distribución en forma prefijada de una corriente. Mezcla de varias corrientes en determinadas proporciones.

MARCO TEORICO La relación de caudal se determina tanto por métodos directos e indirectos. Los métodos directos resuelven estos problemas determinando el volumen o el peso del fluido que pasa a través de una sección en un cierto tiempo. Las mediciones indirectas determinan la altura, las diferencias de presiones, o de velocidades en varios puntos de una sección y con estos datos calculan el caudal. Entre ellos tenemos: el venturímetro, rotámetros, vertederos, etc. Caudal (método volumétrico):

Caudal (método gravimétrico):

OBJETIVOS     

Objetivo Principal: Obtener el caudal mediante la medición directa, usando el método volumétrico y gravimétrico Objetivo Específico: Hallar la relación entre la abertura y el caudal, comparar los datos hallados en el método volumétrico y gravimétrico. Determinar el caudal de una válvula de control usando los métodos gravimétricos y volumétricos. Conocer el caudal para diferentes aberturas de la válvula de control. Establecer de forma práctica y precisa la medición del caudal.

MATERIALES Y METODOS 

EQUIPOS E INSTRUMENTOS: *Tanque De Almacenamiento De Agua: Fabricante: Tec Quip met “TQ” Type N°: H1 Voltaje: 240 *Bomba Centrífuga: Fabricante: Pedrollo Hp: 0.5 Kw: 0.37 RPM: 3450 1/min Hmax = 42m

Qmax = 40 l/min Volumen = 450V C = 10uf Voltaje = 220 Amperios = 2.5A

*Válvula de control de Flujo *Manguera de descarga: Transmite el flujo desde el tanque hasta la tina *Sistema de Equilibrio: *Pesas: Se utilizaron 3 pesas de 2kg. c/u. *Tapón hermético: Impide la salida del flujo *Cronómetro digital: *Probeta Graduada: Capacidad máxima de 2000cc.

(Alternativo)

I.

MATERIALES Y METODOS

Equipos y materiales: 1. 2. 3. 4. 5.

BANCO DE PRUEBA HIDRAULICO BOMBA DE AGUA (PEDROOLLO) PROBETA GRADUADA DE 2000 cc CRONOMETRO PESAS DE 2 Kg



PROCEDIMIENTO:

METODO VOLUMETRICO Se fija el tiempo requerido para realizar la experiencia La medición del volumen se hace en una probeta graduada en centímetros cúbicos luego se promedia dichos volúmenes para realizar los respetivos cálculos.

Luego se fija la válvula para que deje pasar cierto volumen de agua a un determinado caudal Para un mismo intervalo de tiempo se toman tres medidas de volumen

METODO GRAVIMETRICO

Con los mismos caudales registrados en el método volumétrico

cuando la válvula este abierto en una cierta abertura.

se hace ingresar al depósito por medio de una manguera hasta que alcance el equilibrio Inmediatamente después se coloca una pesa (2kg) nuevamente el depósito vuelve al desequilibrio Así se repite el proceso dos veces más. Controlando el tiempo en cada proceso.



TABULACION: DATOS Nº

VOLUMETRICA T(s) V(cc) 955 10 1002 980 1580 5 1560 1510 1440 3 1470 1490 1910 3 1700 1900

1

2

3

4



GRAVIMETRICA Δ T(s) PESAS(kg) 74 2 82 86 26 2 29 29 14 2 17 16 9 2 12 12

ANALISIS Y METODO DEL CALCULO Tomando como referencia el dato Nº 1 de la tabla *METODO VOLUMETRICO , donde

: volumen promedio,

=

: caudal promedio

= 979cc = 979*

*METODO GRAVIMETRICO

, donde : densidad del agua a 22 ºC 82.7* 73.3* 69.9* 75.3*

RESULTADOS TABULACION DE RESULTADOS Nº 1 2 3 4

VOLUMETRICA ( 97.9 310 488.8 612.2

GRAVIMETRICA 75.3 215.3 386.3 556.6

DISCUSION DE LOS RESULTADOS En los 2 gráficos se puede observa que conforme aumenta la abertura en la válvula de control, el caudal va en aumento también. También observamos que los resultados obtenidos no salieron iguales o próximos, y esto se debió a la mala coordinación de los que hacíamos el experimento. CONCLUCIONES Se logro determinar el caudal tanto por el método volumétrico y gravimétrico. También se determino que la manera más sencilla de hallar el caudal es por el método volumétrico. RECOMENDACIONES Hacer una coordinación previa entre todos antes de comenzar el experimento para así obtener resultados más precisos. Tratar de tener los implementos en óptimas condiciones y normalizados para así tener resultados más precisos.

GRAFICOS Flujo volumétrico VS Aberturas

Flujo gravimétrico VS Aberturas

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 

Conclusión Principal Se determino que es posible calcular experimentalmente los caudales que genera una bomba mediante los métodos volumétrico y gravimétrico



Conclusión especifica Se pudo observar con los resultados obtenidos que el caudal obtenido por el método volumétrico es mayor que el obtenido por el método gravimétrico. Tal diferencia puede haberse originado porque se observo que el tapón hermético estaba desgastado y también hay un margen de error al hacer la experiencia por el método volumétrico ya que hay que colocar y sacar la manguera de la bureta en tiempo exacto.

BIBLIOGRAFIA Mecánica de Fluidos – Robert L Mott (sexta edición) http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal_(fluido) http://www.flexim.de/spanish/flow_applications.php