UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRAÚLICA
GUÍA DE LABORATORIO PRÁCTICA N° 04
“ESTUDIO DEL FLUJO A TRAVÉS DE UN TUBO DE VENTURI – EL VENTURI COMO MEDIDOR DE CAUDAL ”
1. NORMATIVA ASTM – UNE
2. GENERALIDADES El Tubo Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por él un fluido. En esencia, consta de 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 mide la caída de presión y hace calcular el caudal instantáneo. Este elemento primario de medida se inserta en la tubería como un tramo de la misma, se instala en todo tipo de tuberías mediante bridas de conexión adecuadas. El Venturi tiene una sección de entrada de diámetro igual al diámetro de conducción de la tubería a la cual se conecta. La sección de entrada conduce hacia un cono de convergencia angular fija, terminando en una garganta de un diámetro más reducido, se fabrica exactamente según las dimensiones que establece su cálculo, la garganta se comunica con un cono de salida o de descarga con divergencia angular fija, cuyo diámetro final es habitualmente igual al de entrada. La sección de entrada está provista de tomas de presión que acaban en un racord anular, cuyo fin es el de uniformar la presión de entrada. Es en este punto donde se conecta a la toma de alta presión del transmisor la conexión de la toma de baja presión se realiza en la garganta mediante un dispositivo similar, la diferencia entre ambas presiones sirve para realizar la determinación del caudal. El tubo Venturi se fabrica con materiales diversos según la aplicación de destino, el material más empleado es acero al carbono, también se utiliza el latón, bronce, acero inoxidable, cemento, y revestimientos de elastómeros para paliar los efectos de la corrosión. El tubo Venturi ofrece ventajas con respecto a otros captadores, como son:
Menor pérdida de carga permanente, que la producida por del diafragma y la tobera de flujo, gracias a los conos de entrada y salida. Medición de caudales superiores a un 60% a los obtenidos por el diafragma para la misma presión diferencial e igual diámetro de tubería. El Venturi requiere un tramo recto de entrada más corto que otros elementos primarios.
MECÁNICA DE FLUIDOS - Guía de Laboratorio N° 04 1
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRAÚLICA
Facilidad para la medición de flujo de líquidos con sólidos en suspensión.
3. OBJETIVOS
Los ensayos siguientes tienen como objeto el calibrado de un Venturi, es decir la determinación de las constantes características del instrumento. Evaluar el grado de recuperación de la presión que se obtendrá después de la sección restringida o en otras palabras evaluar la pérdida de carga debida a la introducción del medidor en el conducto. Analizar e interpretar los resultados obtenidos del ensayo. Introducir al estudiante en una metodología para evaluar el grado de recuperación de la presión.
4. MATERIALES
Recurso hídrico (agua) , proveniente del reservorio apoyado de la Universidad.
5. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
Banco Hidráulico de Base H89.8D Accesorios del equipo a utilizar.
6. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO
Poner el grupo con el tubo de Venturi encima del plano de trabajo. Conectar con el tubo flexible la impulsión de la bomba con la apropiada toma colocada en la extremidad izquierda del tubo de Venturi.
MECÁNICA DE FLUIDOS - Guía de Laboratorio N° 04 2
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRAÚLICA
Poner en marcha la bomba, actuando sobre su velocidad de rotación y sobre la válvula de regulación, regular el caudal a fin de tener el máximo diferencial entre las lecturas de los dos piezómetros 1 y 3 conectados respectivamente a la entrada del tubo de Venturi y a la sección restringida. Conectar las tomas de presión 2 y 4 en consecuencia. Tapar los tubitos conectados a los piezómetros no utilizados. Conectar la bomba de mano a la válvula del colector. Insertar el taponcito de cierre en la extremidad del colector opuesta a la bomba; insertar en los apropiados tapones los tubitos de silicona no utilizados e iniciar a bombear suavemente. Presurizar el colector hasta que el nivel del piezómetro 4 alcance el valor más bajo.
Efectuar la lectura en los piezómetros 1, 2, 3, 4 y detectar el correspondiente valor de caudal. Aumentar el valor del caudal actuando sobre la velocidad de rotación de la bomba y estabilizar la indicación de los piezómetros actuando sobre la válvula de regulación. Efectuar las lecturas en los piezómetros 1, 2, 3, 4 y detectar el valor del caudal. Repetir las operaciones mencionadas en los puntos 5 y 6 a fin de obtener algunos puntos de medición. Hay que prestar atención para que el agua no llegue a llenar el colector. Repetir una vez más todas las operaciones desde el 3er ítem al 7mo. Parar la bomba y permitir el drenaje completo del agua en el tanque de recogida.
7. METODOLOGÍA DE CÁLCULO La característica que puede ser detectada por los datos medidos, es la pérdida de carga introducida por la intersección del Venturi en un conducto.
MECÁNICA DE FLUIDOS - Guía de Laboratorio N° 04 3
UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRAÚLICA
Esta magnitud habitualmente es expresada mediante el uso de la cantidad definida como recuperación R: =
− ∗ 100 −
Calcular los valores de R para cada uno de los puntos de medición y determinar su valor medio.
8. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS Los resultados serán reportados en el formato adjuntado en la hoja de trabajo N° 01, debiéndose anotar al pie del mismo las observaciones que se tenga.
“ESTUDIO DEL FLUJO A TRAVÉS DE UN TUBO DE VENTURI – EL VENTURI COMO MEDIDOR DE CAUDAL ” HOJA DE TRABAJO N° 01 Responsable de práctica:…………………………………………………………………………….
ESTUDIO DE FLUJO A TRAVÉS DE UN TUBO DE VENTURI – EL VENTURI COMO MEDIDOR DE CAUDAL Prueba N°
Q (lt/min)
1
RESULTADOS EXPERIMENTALES Lectura piezómetros (mm H2O) 2 3 4
∆H
4−3
=2-3
=
1−3
∗ 100
01 02 03 04 05 R=
V°B° Docente de Practicas
Fecha:
MECÁNICA DE FLUIDOS - Guía de Laboratorio N° 04 4
