LABORATORIO #3SISTEMA DE MEDICION DE FLUJO

CONDORI HUACANQUI FROILANFERNANDEZ YUCRA RONAL ALEXANDER

ROMOACCA CAZA ARACELISOTO TORRES HECTOR ANTONIOSULLCACCORI HUAMAN YAMIL

PRESENTADO EN LA CATEDRA:LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS I

INGENIERIA CIVIL2015

I. OBJETIVOS:

Familiarizarse con los dispositivos de medición de flujo (Venturímetro, Caudalimetro (rotámetro) y el Medidor de Orificio), que se encuentra en el equipo.

Realizar medidas de flujo observando el funcionamiento de cada medidor. Determinar las pérdidas que se produce en cada medidor usado.

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Demostrar el funcionamiento y las características de tres tipos básicos de medidores de flujo.

Calculas y comparar las caídas de presión en cada medición del flujo.

II. MARCO TEORICO

Venturímetro

El medidor es nombrado por el italiano Venturi, quien fue el primero en tener la concepción del mismo en 1796, donde hace la relación entre la velocidad y presión del fluido cuando fluye a través de tubos que convergen y divergen. Consta de dos partes: el tubo, a través del cual fluye agua; un registro, que suma e indica la cantidad de agua diaria que pasa por el tubo. El tubo está formado por dos conos truncados unidos por sus diámetros más pequeños por medio de un pedazo corto de tubo. En el extremo y en la garganta hay cámaras de presión que están conectadas en con el interior por medio de pequeños agujeros y las presiones se registran.Por lo tanto, en dos puntos de una tubería, debido a la diferencia en el área, diferentes velocidades y la existencia diferentes presiones deben existir siempre que haya cualquier flujo a través del tubo.La diferencia de presión en los dos puntos es siempre la misma para la misma

velocidad de flujo.

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Rotámetro

Son dispositivos cuya indicación es esencialmente lineal con el caudal. Estos son instrumentos de área variable comúnmente llamados rotámetros. Están compuestos por dos partes principales, un tubo cónico y un flotador libre de movimiento cuya posición dentro del tubo es proporcional al flujo del fluido. La parte anterior del rotámetro es de vidrio y posee una escala graduada en la que puede leerse directamente el valor del caudal, de acuerdo a la posición del flotador. Para un caudal, el flotador dentro del tubo se encuentra en una posición determinada, donde las fuerzas que actúan sobre él, se encuentran en equilibrio. En esta condición de equilibrio se cumplen las siguientes ecuaciones:

o P = Vf * pf * g

o E = Vf * pl * g

o E = C * pl * Af * o F + E = P

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DONDE: P =peso del flotador. Vf =volumen del flotador. pf =densidad del flotador. pl =densidad del líquido. E =fuerza de empuje del fluido

sobre el flotador. F =fuerza de arrastre del fluido

sobre el flotador. C =coeficiente de arrastre. V = velocidad del fluido. Af =área de sección del flotador. g =gravedad.

Placa de Orificio o diafragma

La placa orificio consiste en una placa perforada ubicada en el interior de una tubería. Posee además, dos tomas de presión, una en la parte anterior y otra en la parte posterior de la placa, a las cuales se conecta un manómetro de presión diferencia.

La placa orificio hace que la obstrucción al paso del fluido por la tubería sea de forma abrupta, esto provoca que la vena fluida presente una sección inferior a la del

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estrechamiento que se denomina “vena contracta” y que se encuentra corriente abajo del mismo. El efecto de la vena contracta no sucede cuando el estrechamiento de la sección de la cañería es de forma gradual. El orificio de la placa puede ser concéntrico, excéntrico o segmental. El concéntrico es el más comúnmente utilizado. El orificio de la placa es circular y concéntrico con el tubo en el que va instalado.

Clases de medidores o Utilizados en las domicilios

CHORRO ÚNICOEl contador de agua de chorro único se utiliza principalmente como contador divisionario en los hogares. Su sencillo diseño hace que sea un producto con un precio competitivo y una operación altamente fiable. El principio de funcionamiento está dado por la incidencia de un único flujo de agua tangencial sobre una turbina montada en posición radial dentro del cuerpo del contador. La rotación de la turbina transmite el movimiento al mecanismo de lectura que permite la medición del volumen de agua que pasa a través del contador. La velocidad de rotación de la turbina es proporcional al flujo de agua en la entrada y cualquier variación en la relación entre las características de la turbina y el flujo de agua, implicaría una alteración de la curva de error del contador. Hay tres tipos de contadores de agua de chorro único:- Contador de esfera húmeda con el mecanismo de lectura completamente sumergido en el agua y la transmisión directa desde la turbina a los engranajes del mecanismo en sí mismo.- Contador de esfera semi-seca con el mecanismo de lectura completamente sumergido en el agua a excepción de los rodillos que están protegidos en una cápsula sellada. La transmisión desde la turbina a los engranajes del mecanismo de lectura es directa.

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- Contador de esfera seca con el mecanismo de lectura completamente separado de la cámara hidráulica por una placa estanca. En este caso la transmisión de la turbina a los engranajes del mecanismo de lectura se lleva a cabo a través de acoplamiento magnético.

CHORRO MÚLTIPLEEl contador de agua de chorro múltiple se utiliza tanto en los hogares como en el campo industrial. El principio de funcionamiento es para forzar el paso del chorro de agua que entra a través de una serie de conductos abiertos en una cápsula, distribuidor definido, que contiene la turbina. La entrada de agua a través de las tuberías genera una serie de chorros que impactan en la turbina manteniéndola simétrica y en perfecto equilibrio.Hay tres tipos de contadores de agua de chorro múltiple:- Contador de esfera húmeda con el mecanismo de lectura completamente sumergido en el agua y la transmisión directa desde la turbina a los engranajes del mecanismo en sí mismo.- Contador de esfera semi-seca con el mecanismo de lectura completamente sumergido en el agua a excepción de los rodillos que están protegidos en una cápsula sellada. La transmisión desde la turbina a los engranajes del mecanismo de lectura es directa.- Contador de esfera seca con el mecanismo de lectura completamente separado de la cámara hidráulica por una placa estanca. En este caso la transmisión de la turbina a los engranajes del mecanismo de lectura se lleva a cabo a través de acoplamiento magnético.

o Tubo Venturi

¿Qué es y cómo funciona?Para medir el gasto que circula en un conducto se utilizan varios procedimientos. Cuando el conducto es un tubo, es frecuente utilizar lo que se llama medidor de agua de Venturi.

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Este medidor reemplaza la medida del gasto por la medida de una diferencia de presiones. El medidor de Venturi consiste en dos troncos de cono unidos por un tubo y éste a su vez está conectado a la conducción por otro tubo, este tubo contiene mercurio y constituye un manómetro diferencial que determina la diferencia de presiones entre esos dos puntos.Por lo general es una pieza fundida formada por una porción corriente arriba del mismo tamaño que la tubería, forrada de bronce y provista de un anillo piezométrico para medir la presión estática; una región cónica convergente; una garganta cilíndrica forrada de bronce y provista de otro anillo piezométrico; y una sección cónica gradualmente divergente forrada de bronce, la cual desemboca en una sección cilíndrica del tamaño de la tubería. Un manómetro diferencial está conectado a los dos anillos piezométricos. El tamaño del medidor Venturi se da con el diámetro de la tubería y la garganta; por ejemplo, un medidor Venturi de 6 * 4 in puede ser instalado en una tubería de 6” y tiene una garganta de 4”. Para obtener resultados adecuados el medidor Venturi debe ser precedido al menos por una longitud de 10 diámetros de tubería recta. En el flujo de la tubería a la garganta la velocidad aumenta mucho y la presión disminuye en forma correspondiente. Se demuestra que la magnitud de la descarga para flujo incompresible es función de la lectura del manómetro.Las presiones en la sección corriente arriba y en la garganta son presiones reales y las velocidades de la ecuación de Bernoulli son velocidades teóricas. Si se consideran pérdidas en la ecuación de energía entonces las velocidades serán reales.FórmulasEn el caso de la hidráulica en donde se tiene en cuenta las pérdidas por fricción, lo más conveniente es desarrollar una ecuación que las contenga.Después de hacer unos cálculos y unas simplificaciones se puede llegar a las siguientes ecuaciones que hacen más práctica y rápida la resolución de cierto tipo de problemas.Q = K ( 12.6 h – Hf )1/2K = SE [ 2 g / (( dE / dG )4 – 1)]1/2SE = 0.7854 * dE2dG = Diámetro en la gargantadE = Diámetro en la tubería de conducciónh = Diferencia de nivel en el manómetro (se expresa en metro de mercurio)

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Hf = Pérdidas por frotamiento (se expresa en m )

Es prudente tener en cuenta que esta ecuación se trabaja en el sistema internacional ( m, s ) y que el líquido manométrico es el mercurio. Las pérdidas de fricción se reportan en unidades de longitud ( m ) puesto que se tratan como una disminución en la cabeza de presión. Esta ecuación se trabaja para flujo incompresible. La descarga depende de la diferencia manométrica sin importar la orientación del medidor de Venturi; no es relevante si el medidor está colocado horizontal, vertical o inclinado.

o Medidores Digitales

Funcionan como el medidor mecánico pero con display digital. Existen algunas diferencias, tales como: - El límite máximo de corriente contractual se mide con extrema precisión y si superas más del 10 % el medidor abre el switch magneto-térmico. - Los datos presentes en el display llegan a la compañía eléctrica a través de los mismos cables eléctricos. - El medidor comprende un circuito de pulsaciones para producir señales de medición digitales codificados que responden a la cantidad de energía eléctrica de corriente consumida. - Se pueden asignar tarifas diferentes por energía consumida en horarios diurnos y nocturnos. Estos medidores funcionan de las siguientes tres formas:1.- funcionan en forma normal digamos como siempre en el display marca la cantidad de kilowatts, pasan a tomar la lectura te llega el recibo vas y pagas. 2.- en un futuro van a pasar a activar el medidor (cuando lo instalan no lo está, funciona de la forma 1) para que le cargues saldo con tu tarjeta de prepago. Vas al oxxo le metes 100 pesos a tu tarjeta, regresas a casa la pasas frente al medidor y ya tienes saldo en tu medidor, depende de ti cuanto gastes de luz esos 100 pesos te los puedes chutar en 1 día si conectas 1000 focos o te duran un mes si conectas un foco.

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3.- en esta forma, si te das cuenta en el display parpadea un icono como de wi-fi o como si fuera un celular una antenita, eso quiere decir que está emitiendo y recibiendo señal de radiofrecuencia esa señal es captada por antenas instaladas por toda la ciudad, en esa señal se manda toda clase de información horarios en que consumes más, cada cuando etc., y por supuesto te pueden bloquear tu medidor cuando no pagues, y otra cosa importantísima. La señal de radio que emite es muy alta es dañina prácticamente lo que tiene este medidor es un celular con software, pero emite muy alta la radiación ¿por qué? porque tiene que tener suficiente potencia la señal para llegar hasta las antenas que están por toda la ciudad, ¿y si están en el campo? pues imagínate no tienen cobertura " no agarra " la señal como tu tel. celular, por eso emiten con mucha potencia, es muy alta esta radiación, causa cáncer

¿Qué medidor utiliza Seda Cusco?

Producto: Medidor de Agua Marca: DH Modelo: LXSG 15E/5 ~20E/5 Diámetro: 15 mm – 20mm

Tipo: Velocidad,Chorro Múltiple Norma: ISO 4064 – I, II, III

¿Cómo son los medidores de agua de chorro múltiple? Ha sido diseñado para servicio de agua potable Es un medidor de velocidad, que al pasar el agua por la cámara de medición hace girar una turbina, este movimiento se transmite magnéticamente al registro que convierte este movimiento en la cantidad de agua que pasó por el medidor, registrándola.La entrada del agua a la cámara de medición se realiza por varias entradas que producen el efecto de chorro múltiple.Su sólido y robusto diseño le permiten operar en los sistemas más adversosCaracterísticas Resistente cuerpo en Nylon reforzado.�

Registro sellado herméticamente�

Accionamiento magnético�

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Protección contra influencias magnéticas externas�

Características constantes de curva de flujo y exactitud�

Filtro de entrada�

Detector de fugas�

Calibración externa�

Mínima fricción sobre los rodamientos de la turbina�

Vidrio de alta resistencia a las ralladuras�

Opción de Válvula interna anti retorno�

Cumple con NormaISO 4064 para clase B,NOM 012-SCFI-1994 EEC CLASE BAPROBACION DE MODELO 15mm.Condiciones de Operación Temperatura Max. 50°C�

Presión Max. PN-10�

III. EQUIPO A UTILIZAR EN EL ENSAYO

Un banco hidráulico FME- 00 Sistema de medición de flujo FME- 18 Cronometro. Destornillador. Nivel de mano.

IV. GENERALIDADES IV.1. DESCRIPCION DEL EQUIPO

El accesorio consiste en un Venturimetro, un medidor de área variable y una placa de orificio .hay varias tomas de presión conectadas a un panel de ocho tubos, el cual se conectara al banco hidráulico con una entrada de agua presurizada.El accesorio de debe colocar sobre el banco hidráulico en la parte superior .el medidor de Venturi (7), medidor de área variable y el medidor de orificio (3) están instalados e n una configuración en serie para permitir una comparación directa.La válvula de control de flujo (2), permite variar la velocidad de flujo a través del circuito y su ajuste en unión con la válvula de control del banco permite variar la presión estática del sistema.

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Las tomas de presión en el circuito (8) se conectan a un nanómetro de ocho tubos (6), comunicándonos por su parte superior mediante un colector .esto lleva en uno de los extremos (4).Los elementos necesarios para conectar una válvula antiretorno con enchufes rápidos mediante una bomba manual, se puede presurizar al sistema, lo que permite ajustar el nivel en los tubos del manómetro a un nivel conveniente, con el fin de medir diferencias de presiones cuando la presión estática es elevada

IV.2. ESPECIFICACIONES1. Escala del manómetro : 0 a 500 mm de columna de h2o2. Números de tubos manométricos : 83. Diámetro del orificio de la placa :25 mm4. Caudalimetro : 2 a 30 lts/min5. Dimensiones del tubo Venturi:

a) Diámetro de la tubería aguas arriba :32 mm b A1 = 8.04 *10 -4 m2

b) Diámetro del orificio : 20 mm d A2 = 3.14 * 10 -4 m2

c) Graduación aguas arriba :14 ºd) Graduación aguas abajo: 21º

6. Dimensiones de la placa del orificio:

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a) Diámetro de la tubería aguas arriba : 35 mm b A1 = 9.52*10 -4 m2

b) Diámetro del orificio : 19 mm d A2: 2.83 *10 -4 m2

7. Dimensiones y pesosDimensiones aproximadas: 750 * 450 *950 mm b.Volumen aproximado: 0.32 M3

Peso aproximado: 5 kg8. Servicios requeridos

Banco hidráulico FME18Equipo de medida de flujos FME128 c. Nivel de mano y cronometro

V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

i. Nivelar el banco hidráulico auxiliándose del nivel de mano y de los tornillos de soporte ajustables

ii. Cierre la válvula de control de flujo del banco hidráulico y cierre también la válvula de control de flujo del equipo, FME-18. 

iii. Conecte la bomba y abra completamente la válvula del equipo y la válvula del banco hidráulico (lentamente) hasta alcanzar un flujo de 40 litros/min. Espere unos minutos hasta que los tubos manométricos estén completamente llenos y que no queden burbujas de aire en su interior.

iv. Apague la bomba y cierre una válvula asegurándose de que el equipo quede completamente estanco, es decir que no entre ni salga agua

v. Abrir la válvula de purga.

vi.Abrir con cuidado la válvula de control de equipo, se puede observar como los tubos manométricos se llenan de aire.vii. Una vez alcanzada el nivel requerido cierre la válvula de control de flujo y coloque otra vez la válvula anti retorno o en su defecto o en su defecto cierre la válvula de purga.viii. Todos los tubos deben haber alcanzado el mismo nivel.ix.Ahora Abrimos con cuidado la válvula de control de equipo teniendo en cuenta el caudal que se requiere (5, 10, 15, 20, 25, 30 litros/seg). Cerciorándonos estos valores con el rotámetro del equipo.

DATOS EXPERIMENTALES

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ALTURA(mm)CAUDAL(ml/s)TUBO VENTURI ROTAMETRO MEDIDOR PLACA

1 2 3 4 5 6 7 8302 294 300 296 128 130 116 122 139.6268 246 264 252 78 82 40 58 226.9318 282 312 296 112 116 48 76 292.6388 338 382 358 162 170 72 114 346.6418 346 406 374 164 172 36 96 406.7

PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO5.7.1.- DETERMINACION DEL ERROR DE MEDIDA EMPLEANDO EL VENTURIMETRO1. Para cada lectura realizada en el experimento, el caudal real se obtendrá directamente de la lectura del cuadalimetro.

Caudal medido directamente del ROTAMETRO

Caudal medido en el laboratorio de la relación VOLUMEN VS TIEMPO

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CAUDAL(mL/s) CAUDAL(Lt/s) CAUDAL(m3/s)139.6 0.1396 0.0001396226.9 0.2269 0.0002269292.6 0.2926 0.0002926346.6 0.3466 0.0003466406.7 0.4067 0.0004067

CAUDAL(Lt/h) CAUDAL(Lt/s) CAUDAL(m3/s)500 0.138888889 0.000138889700 0.194444444 0.000194444

1000 0.277777778 0.0002777781200 0.333333333 0.0003333331400 0.388888889 0.000388889

2. Para cada flujo introducido, se verán las lecturas de los tubos manométricos 1 y 2, correspondientes del Venturi.

3. Determinar el caudal en el Venturimetro mediante la ecuación:

4. Considerar para el cálculo que: A1 = 8.04 *10-4 m2 = 0.000804m2

A2 = 3.14 *10-4 m2 = 0.000314m2

VENTURIMETRO

N° H1(mm) H2(mm) ∆H(mm) ∆H(m) Qv

1 302 294 8 0.008 0.000135133

2 268 246 22 0.022 0.000224093

3 318 282 36 0.036 0.000286660

4 388 338 50 0.050 0.000337832

5 418 346 72 0.072 0.000405399

5. Calcular el error de medida de flujo empleado en el Venturimetro

6. Calcular el Cd del Venturimetro

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VENTURIMETRON° H1(mm) H2(mm) ∆H(mm) ∆H(m)1 302 294 8 0.0082 268 246 22 0.0223 318 282 36 0.0364 388 338 50 0.0505 418 346 72 0.072

CAUDAL REAL(m3/s) VENTURIMETRO ERRORCAUDAL TEORICO(m3/s)0.0001396 0.000135133 0.0000044670.0002269 0.000224093 0.0000028070.0002926 0.00028666 0.000005940.0003466 0.000337832 0.0000087680.0004067 0.000405399 0.000001301

CAUDAL REAL(m3/s) CAUDAL TEORICO(m3/s)VENTURIMETRO Cd

0.0001396 0.000135133 0.968001430.0002269 0.000224093 0.987628910.0002926 0.00028666 0.979699250.0003466 0.000337832 0.974702830.0004067 0.000405399 0.99680108

7. Calcular el Qr en cada una de las lecturas, estimar el estrangulamiento A2 del medidor Venturi, teniendo en cuenta que el valor A2 es conocido, empleando la ecuación del paso 3. Ha de verse si el valor estimado de A2 empleado para calcular Cd y el error, coincide con el real. Despejando la fórmula para el cálculo del AREA 2

∆H(m) A1(m2) CAUDAL REAL A2

0.008 0.000804 0.0001396 0.0003227300.022 0.000804 0.0002269 0.0003173240.036 0.000804 0.0002926 0.0003194880.050 0.000804 0.0003466 0.0003208650.072 0.000804 0.0004067 0.000314853

El valor del AREA 2 es aproximadamente igual a su valor real A2 = 0.000314m2

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5.7.1.- DETERMINACION DEL ERROR DE MEDIDA EMPLEANDO EL VENTURIMETRO1. El procedimiento de cálculo es el mismo que se desarrolla para el Venturi. Se tomaran medidas del flujo introducido en el equipo mirando el tiempo que toma en alcanzar una altura determinada, en el, caso del banco hidráulico. De este modo, el caudal real será dado directamente por el banco hidráulico.

ALTURA(m)QR(m3/s)MEDIDOR PLACA

6 7 80.13 0.116 0.122 0.0001396

0.082 0.04 0.058 0.00022690.116 0.048 0.076 0.00029260.17 0.072 0.114 0.0003466

0.172 0.036 0.096 0.0004067

2. Determinar el caudal en la placa del orificio mediante la siguiente expresión:

ALTURA(m)QR(m3/s) QT(placa

orificio)m3/sMEDIDOR PLACA6 7 8

0.13 0.116 0.122 0.0001396 0.0001551870.082 0.04 0.058 0.0002269 0.0002687920.116 0.048 0.076 0.0002926 0.0003420160.17 0.072 0.114 0.0003466 0.000410586

0.172 0.036 0.096 0.0004067 0.000483683

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LECTURA N°

VENTURIMETROQ(Lt/s) Q(Lt/s) e(Lt/s) Cd hp(m.c.a

)Ve^2/2g VS^2/2g

1 0.1396 0.135133

0.004467 0.96800143 0.002 0.00153816 0.01008453

2 0.2269 0.224093

0.002807 0.98762891 0.004 0.00406351 0.02664119

3 0.2926 0.28666 0.00594 0.97969925 0.006 0.00675741 0.044303014 0.3466 0.33783

20.008768 0.97470283 0.006 0.00948176 0.0621644

5 0.4067 0.405399

0.001301 0.99680108 0.012 0.0130551 0.08559196

3. Calcular el error de medida de flujo empleando la placa de orificio:

ALTURA(m)QR(m3/s) QT(placa

orificio)m3/s errorMEDIDOR PLACA6 7 8

0.13 0.116 0.122 0.0001396 0.000155187 0.000015587050.082 0.04 0.058 0.0002269 0.000268792 0.000041891850.116 0.048 0.076 0.0002926 0.000342016 0.000049415590.17 0.072 0.114 0.0003466 0.000410586 0.00006398633

0.172 0.036 0.096 0.0004067 0.000483683 0.00007698309

4. Calcular el Cd de la placa de orifico:

ALTURA(m)QR(m3/s) QT(placa

orificio)m3/s error cdMEDIDOR PLACA6 7 8

0.13 0.116 0.122 0.0001396 0.000155187 0.000015587050.8995596

2

0.082 0.04 0.058 0.0002269 0.000268792 0.000041891850.8441476

3

0.116 0.048 0.076 0.0002926 0.000342016 0.000049415590.8555165

6

0.17 0.072 0.114 0.0003466 0.000410586 0.000063986330.8441586

5

0.172 0.036 0.096 0.0004067 0.000483683 0.000076983090.8408398

2

5. Dado el Qr en cada una de las lecturas, estimar el área efectiva en la placa de orificio A2, teniendo en cuenta que el valor de A1 es conocido, empleando la ecuación del paso 2 ha de verse si el valor estimado de A2 empleado para calcular Cd y el error, coincido con el real.

ALTURA(m)QR(m3/s) QT(placa

orificio)m3/s error cd A2(m2)MEDIDOR PLACA6 7 8

0.13 0.116 0.122 0.0001396 0.0001551870.0000155870

50.8995596

2 0.0025624

0.082 0.04 0.058 0.0002269 0.0002687920.0000418918

50.8441476

30.0024045

6

0.116 0.048 0.076 0.0002926 0.0003420160.0000494155

90.8555165

60.0024369

4

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0.17 0.072 0.114 0.0003466 0.0004105860.0000639863

30.8441586

50.0024045

9

0.172 0.036 0.096 0.0004067 0.0004836830.0000769830

90.8408398

20.0023951

4

El valor del AREA 2 es aproximadamente igual a su valor real A2 = 0.00244072581103975m2

VENTURIMETROQR(Lt/s) QT(Lt/s) e(Lt/s) Cd hp(m.c.a) Ve^2/2g VS^2/2g

0.0001396 0.00015519 1.5587E-05 0.89955962 0.008 0.0010733 0.012402210.0002269 0.00026879 4.1892E-05 0.84414763 0.024 0.00283544 0.032764020.0002926 0.00034202 4.9416E-05 0.85551656 0.04 0.00471519 0.054484980.0003466 0.00041059 6.3986E-05 0.84415865 0.056 0.00661619 0.076451360.0004067 0.00048368 7.6983E-05 0.84083982 0.076 0.0091096 0.10526318

5.9.-DESEMPEÑOS DE COMPRESIÓN1.-En una gráfica compare el caudal de cada medidor versus caudal real medidos por el banco hidráulic

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2.-de acuerdo con el punto anterior ¿Cuál medidor es más exacto?

Haciendo una comparación entre las pendientes de las gráficas: Pendiente del grafico hecho para el Venturimetro :1.00023943Pendiente del grafico hecho para la placa de orificio :1.22272762 Pendiente del grafico hecho para la placa de orificio : 0.000240295

Llegamos a la conclusión de q el venturimetro nos proporciona datos más parecidos a los caudales reales, pues la pendiente nos proporciona información de comparación entre dos variables i

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mientras más cerca este de la unidad indica q se posee un parecido entre nuestras dos variables del gráfico.

3.-graficar la perdida de carga para cada elemento contra el caudal teórico. AnaliceComo podemos notar en los siguientes gráficos se establece una relación casi proporcional entre caudal y carga perdida para los elementos de medición de caudal (venturimetro, placa de orifico y medidor de área variable).todos gráficos nos indica q ambos elementos nos proporcionan datos similares y se establece una misma relación entre perdida de carga y caudal.

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4.-graficar la perdida relativa contra la energía cinética de entrada de cada aparato. Analice

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El análisis de estas graficas seria: Las gráficas son totalmente diferentes, esta es una clara muestras de las diferencias entre

los elementos a usar para medir el caudal. Las gráficas al ser muy distintas nos dan a entender q se darán distintos tipos de perdidas

según el medidor a usar. La pérdida de caudal no está relacionada directamente proporcional con la energía cinética

inicial, pues la perdida está relacionado por la turbulencia y la rugosidad y otros factores q provocan el erro en el cálculo del caudal.

5.-Graficar la pérdida relativa contra la energía cinética de salida de cada aparato. Analice

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Como ya lo mencionamos anteriormente la perdida de caudal no guarda una relación proporcional con la energía cinética de salida .solo llegaríamos a la conclusión de decir q mientras mayor sea la energía cinética en un punto mayos perdida de caudal registrara.El error en el caudal se dará indistintamente por el tipo de medidor a usar.6.-Graficar la perdida de energía versus la carga de energía cinética de la entrada de cada aparato. Analice.

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Podemos notar en los gráficos que se mantiene una relación lineal (proporcional) entre la perdida de energía y carga cinética de entrada, podría decirse que si la energía cinética de entra es alta la perdida también los será.

7. Explique cómo se mide la razón de flujo con un tubo de Pitot estático e indique sus ventajas y desventajas con respecto a costos, caída de presión, confiabilidad y precisión.El Tubo de Pitot es simplemente un tubo hueco de sección circular de pequeño diámetro, doblado en L y cuyo eje se alinea con la dirección de la velocidad del flujo en el punto de medida (Figura). El Tubo de Pitot se conecta a un transductor de presión como por ejemplo un manómetro de columna. La presión leída en este transductor corresponde a la presión del punto E de la Figura, que se denomina presión de estancamiento o presión total del flujo en el punto 0. La presión de estancamiento de una partícula de fluido en un determinado punto es la presión que alcanzaría la partícula si fuera frenada hasta el reposo sin pérdida alguna de energía.

Cómo se mide la razón de flujo:En el laboratorio, para calcular la velocidad del flujo, usamos pequeños tubo con escalas milimétricas que nos indican las alturas piezométricas en el punto donde están instalados, en este caso la altura que alcanza el agua en el tubo de Pitot, adicionalmente con ayuda de otro de estos tubo leemos la presión en el punto 0 según la Figura. Obtenidas estas lecturas procedemos a igualar, pues según la figura, la altura adicional a la presión estática en el punto 0, que sube en el tubo de Pitot corresponde a la altura de velocidades producida por la del flujo.

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8. ¿Cuál es el principio operativo de los flujómetros de área variable (rotámetros)? ¿Cómo se comparan con otros tipos de flujómetros respecto a costo, pérdida de carga y precisión?Los rotámetros o flujómetros son instrumentos utilizados para medir caudales, tanto de líquidos como de gases que trabajan con un salto de presión constante. Se basan en la medición del desplazamiento vertical de un “elemento sensible”, cuya posición de equilibrio depende del caudal circulante que conduce simultáneamente, a un cambio en el área del orificio de pasaje del fluido, de tal modo que la diferencia de presiones que actúan sobre el elemento móvil permanece prácticamente constante.El principio de funcionamiento de los rotámetros se basa en el equilibrio de fuerzas que actúan sobre el flotador. En efecto, la corriente fluida que se dirige de abajo hacia arriba a través del tubo cónico del rotámetro, provoca la elevación del flotador hasta una altura en que el área anular comprendido entre las paredes del tubo y el cuerpo del flotador, adquiere una dimensión tal que las fuerzas que actúan sobre el mismo se equilibran, y el flotador se mantiene estable a una altura que corresponde a un determinado valor de caudal circulante.Las fuerzas que actúan sobre el flotador son tres y de naturaleza distinta:

Fuerza de origen aerodinámico o resistencia aerodinámica, D actuando hacia arriba. Fuerza de Arquímedes o empuje hidrostático, E también actuando hacia arriba. Fuerza gravitatoria o peso W actuando hacia abajo.

En condiciones de estabilidad, el flotador se mantiene a una altura constante, y el equilibrio de fuerzas es tal que la suma de la resistencia aerodinámica D y el empuje hidrostático E equilibran al peso W.

9. Un tubo de pitot estático se inserta en una tubería que transporta alcohol metílico a 25°C. Un manómetro diferencial que utiliza mercurio como fluido de mercurio como fluido de medición se conecta al tubo y despliega una deflexión de 225mm. Calcule la velocidad de flujo del alcohol.

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10. La razón de flujo de agua en una tubería de 12 cm de diámetro medida con un medidor de Venturi de 6 cm de diámetro es de 0.09 m3/seg. Determine la deflexión

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que cabría en un manómetro de agua-mercurio. Suponga que la temperatura del agua es de 20°C

11. Se desea medir la razón de flujo de un flujo de agua a 20°C en un tubo de 24cm en un tubo de 24cm de diámetro. Si un manómetro de agua-mercurio marca 12cm, calcule la descarga si el manómetro está conectado a: a) Una placa orificio de 15cm de diámetro b) Una tobera de 15cm de diámetro

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PANEL FOTOGRAFICO

VI. CONCLUSION

Se concluye que el rotámetro es un instrumento utilizado para medir caudales, tanto de

líquidos como de gases que trabajan con un salto de presión constante. Se basan en la

medición del desplazamiento vertical de un “elemento sensible”, cuya posición de equilibrio

depende del caudal circulante que conduce simultáneamente a un cambio en el área del

orificio de pasaje del fluido, de tal modo que la diferencia de presiones que actúan sobre el

elemento móvil permanece prácticamente constante.

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Foto 1: realizando el respectivo aforo para

cada caudal

Foto 2: grupo de trabajo haciendo las

lecturas de las alturas piezométricas

VII. RECOMENDACIONES

- Para obtener resultados más precisos es importante tener nivelado el banco hidráulico, y por

ende el aparato en uso.

- Es importante mantener la manguera en un estado inmóvil, para así obtener mejores

resultados durante el aforo.

- Para realizar las lecturas en los tubos, se debe esperar un momento hasta que se estabilicen.

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