Practica 2 Lou

7/26/2019 Practica 2 Lou

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PRÁCTICA 2:

MEDIDORES DE FLUJO EN TUBERÍAS

1. INTRODUCCIÓN:

Este laboratorio tiene comoobjetivo principal estudiar el efecto,

funcionamiento y las aplicaciones tecnológicas de algunos aparatos medidores

de flujo el cual su invención data de los años 1.800,como el Tubo Venturi, donde

su creador luego de muchos cálculos ypruebas logró diseñar un tubo para

medir el gasto de un fluido, es decir la cantidad de flujo por unidad de tiempo.

Principalmente sufunción se basó en esto, y luego con

posterioresinvestigaciones para aprovechar las condiciones que presentaba el

mismo, se llegaron a encontrar nuevas aplicaciones como la de crear vacío a

través de la caída de presión.

2. OBJETIVOS:

En el medidor de Venturi:

1.1. Calcular:

a)Constante del medidor (Cv)

b)Energía consumida (P)

c)Pérdida permanente de presión relativa ( ∆ PP

∆ P )d)Número de Reynolds (Re)

1.2. Graficar:a) P vs Q

b) ∆ PP/∆ P vs Q

c) Cv vs Re

En el medidor de orificio:

2.1. Calcular:

a)Constante del medidor (Co)

b)Energía consumida (P)

c)Pérdida permanente de presión relativa (∆ PP

∆ P

)d)Número de Reynolds (Re)

2.2. Graficar

a)P vs Q

b) ∆ PP /∆ P vs Q

c)Co vs Re

http://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtml


http://www.monografias.com/trabajos12/romandos/romandos.shtml#PRUEBAS

http://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtml


http://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtml


http://www.monografias.com/trabajos12/romandos/romandos.shtml#PRUEBAS


http://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtml





3. MARCO TEÓRICO:

El medidor Venturi ú Orificio, provocan en la canalización,

un estrechamiento donde aumenta la velocidad del fluido y con ello, su carga

cinética, a la vez origina una disminución de presión. Las ecuaciones que rigen

estos medidores provienen de la Ecuación de Bernoulli, para líquidos y en caso

ideal (sin fricción)

Grafico del medidor de Venturi Grafico interno del orificio fijo

Ecuación de Bernoulli:

z1+

p1

ρg+

u1

2

2 g= z

2+

p2

ρg +

u2

2

2g

z+ ∆ p

ρg +

∆ u2

2g =0

∆ p

ρg =

∆ u2

2g =

u2

2−u1

2

2g

∆ p= ρ

2

( u2

2−u1

2 )

Tubo Venturi:

El Tubo de Venturi fue creado por el físico e

inventor italiano Giovanni Battista Venturi (1.746 – 1.822).

Fueprofesor en Módena y Pavía. En Paris y Berna, ciudades donde

vivió mucho tiempo, estudió cuestiones teóricas relacionadas con

el calor, óptica e hidráulica. En este último campo fue que descubrió el

tubo que lleva su nombre. Según él este era un dispositivo para medir elgasto de un fluido, es decir, la cantidad de flujo por unidad de tiempo, a

partir de una diferencia de presión entre el lugar por donde entra la

corriente y el punto, calibrable, de mínima sección del tubo, en donde su

parte ancha final actúa como difusor.

http://www.monografias.com/trabajos27/profesor-novel/profesor-novel.shtml


http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml



http://www.monografias.com/trabajos14/opticatp/opticatp.shtml



http://www.monografias.com/trabajos14/opticatp/opticatp.shtml



Definición:El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de

presión al pasar por él un fluido. En esencia, éste 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, o bien, uniéndola a un

depósito carburante, se puede introducir este combustible en la

corriente principal. Las dimensiones del Tubo de Venturi

para medición de caudales, tal como las estableció Clemens Herschel,

son por lo general las que indica la figura 1. La entrada es una tubería

corta recta del mismo diámetro que la tubería a la cual va unida. El

cono de entrada, que forma el ángulo a1, conduce por una curva suave a

la garganta de diámetro d1. Un largo cono divergente, que tiene un

ángulo a2, restaura la presión y hace expansionar el fluido al pleno

diámetro de la tubería. El diámetro de la garganta varía desde un

tercio a tres cuartos del diámetro de la tubería.

Medidor de orificio:

El medidor de Orificio es un elemento más

simple, consiste en un agujero cortado en el centro de una placa

intercalada en la tubería. El paso del fluido a través del orificio, cuya

área es constante y menor que la sección transversal del conducto

cerrado, se realiza con un aumento apreciable de la velocidad (energía

http://www.monografias.com/trabajos15/la-estadistica/la-estadistica.shtml





cinética) a expensa de una disminución de la presión estática (caída de

presión).

P1

❑1

+ z1+

V 12

2g

= P2

❑2

+ z2+

V 22

2g

P1− P

2

❑ =¿

V 22−V 1

2

2g

P❑=¿

V 22−V 1

2

2g

Ecuación de continuidad:Q

1=Q

2

A1V 1= A2V 2

V 1=

A2

A1

V 2

V 1=

D2

2

D1

1 V

2

V 1=2

V 2

Despejamos el valor de:

V 2=

√ 2 g P(1−4 )

Sabiendo que

V 2= 1

√ 1− β4 √2g∆ P

γ

Simplificamos la ecuación:



V 2= C v

√ 1− β4 √

2 ∆ P

ρ

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL :

• Colocaos el indicador de lectura del rotámetro en las escalas dadas (40, 70,100, 130, 160).

• Luego vamos a los tubos llenos de mercurio en donde sacaremos los datos;

para el medidor de orificio fijo: diferencia altura de los tubos 9,10 (R);

diferencia altura de los tubos 9,11 (R’); lo mismo para el tubo Venturi:

diferencia altura de los tubos 12,13 (R); diferencia altura de los tubos 12,

14 (R’)

• Medimos las Alturas de los tubos dichos en el paso anterior poniendo una

hoja milimetrada atrás de los tubos y con una carnet de línea de



referencia (tubo 9 para orificio fijo, tubo 12 para Venturi) y una regla

midiendo la altura

• Desarrollamos y damos resultados a las ecuaciones dadas.

5.

5. DATOS EXPERIMENTALES:

Tabla N°1 : Diferencia de alturas para el medidor de orificio fijo

Tabla N°2 : Diferencia de alturas para el medidor Venturi

LR12 – 13 12 – 14

R (m) R' (m)

LR9 – 10 9 – 11

R (m) R' (m)

40 0.008 0.018

70 0.017 0.027

100 0.031 0.041

130 0.049 0.057

160 0.072 0.081



40 0.006 0.002

70 0.011 0.004

100 0.023 0.007

130 0.036 0.01

160 0.053 0.016

6. RESULTADOS EXPERIMENTALES:

- Datos para los cálculos a 20 °C :

γ H 2o = 9.789 KN/m 3

γ Hg = 136 KN/m 3

ρ H 2

o = 998 Kg/m 3

μc = 1.02 x 10-6 m 2/s

Para el medidor de orificio fijo:

- Tenemos que tener en cuenta

* Para hallar el caudal usaremos la ecuación del laboratorio pasado

del rotámetro

Q = 0.0024 LR + 0.0761

* Diámetros:

D1 = 0.0252

D 2 = 0.0145

Tabla N° 3 : Caudal para el medidor de orificio fijo

Para encontrar la velocidad del medidor utilizaremos la siguiente

ecuación:

Q1= A

2V

2

Encontramos el área del conducto de salida:

A2=π

D

4

2

=π (0.0145m)

4

2

=0.00016513m2

Tabla N° 4 : Velocidad para el medidor de orificio fijo

LR Q (m3 /s)

40 0.000176

70 0.000251

100 0.000326

130 0.000401

160 0.000476



Utilizaremos las siguientes ecuaciones para hallar las demás incógnitas

( D2

D1)2

= β2

- Para encontrar ∆ P:

∆ P = R

γ

(¿¿ Hg−γ H 2o)

¿

- Para encontrar ∆ PP:

∆ P = R

γ

' (¿¿ Hg−γ H 2

o)¿

- Para encontrar la energía consumida P :

P = Q x ∆ PP

- Para hallar la constante del medidor Cv :

V 2= C v

√ 1− β4 √

2 ∆ P

ρ

- Para hallar el número de Reynolds Nre:

N ℜ=vDρ

μ D=vD

μC

Tabla N° 5 : Resultados de las incógnitas

P (Pa)∆ PP (Pa)∆ Cv PP/P∆ ∆ P(W) Nre

1009.688 2271.798 0.7074 2.250 0.4001 15160.073

2145.587 3407.697 0.6920 1.588 0.8557 21616.6633912.541 5174.651 0.6655 1.323 1.6875 28073.253

6184.339 7194.027 0.6511 1.163 2.8855 34529.843

9087.192 10223.091 0.6375 1.125 4.8672 40986.433

LR V(m/s)

40 1.0664

70 1.5206

100 1.9748

130 2.4290

160 2.8832



Grafica N° 1 : Energía consumida vs caudal (P vs Q)

0.0001000.0002000.0003000.0004000.000500

0.0000

1.0000

2.0000

3.0000

4.0000

5.0000

6.0000

P vs Q

Caudal Q (m3/s)

Energia consumida (W)

Grafica N° 2 : Perdida de presión relativa vs caudal (PP/P∆ ∆ vs Q)



0.000000 0.000500

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

∆PP/∆P vs Q

Caudal Q (m3/s)

Perdida de presion relativa ∆PP/∆P

Grafica N° 3 : Constante vs Numero de Reynolds (Cv vs Nre )



0.000 20000.00040000.00060000.000

0.6000

0.6200

0.6400

0.66000.6800

0.7000

0.7200

Cv vs Nre

Numeros de reynolds (Nre)

Constante del medidor (Cv)

Para el medidor Venturi:

- Tenemos que tener en cuenta

* Para hallar el caudal usaremos la ecuación del laboratorio pasado

del rotámetro

Q = 0.0024 LR + 0.0761

* Diámetros:

D1 = 0.0253

D 2 = 0.0139



Tabla N° 6 : Caudal para el medidor Venturi

LR Q (m3 /s)

40 0.000192

70 0.000264

100 0.000336

130 0.000408160 0.000480

Para encontrar la velocidad del medidor utilizaremos la siguiente

ecuación:

Q1= A

2V

2

Encontramos el área del conducto de salida:

A2=π D

4

2

=π

(0.0139m)4

2

=0.00015175m2

Tabla N° 7 : Velocidad para el medidor Venturi

LR V (m/s)

40 1.2639

70 1.7384

100 2.2129

130 2.6874

160 3.1618

Utilizaremos las siguientes ecuaciones para hallar las demás incógnitas

( D2

D1)2

= β2

- Para encontrar ∆ P:

∆ P = R

γ

(¿¿ Hg−γ H 2o)

¿

- Para encontrar ∆ PP:

∆ P = R

γ

' (¿¿ Hg−γ H 2

o)¿

- Para encontrar la energía consumida P :



P = Q x ∆ PP

- Para hallar la constante del medidor Cv :

V 2= C v

√ 1− β4 √ 2∆P

ρ

- Para hallar el número de Reynolds Nre:

N ℜ=vDρ

μ D=vD

μC

Tabla N° 8 : Resultados de las incógnitas

P (Pa)∆ PP (Pa)∆ Cv PP/P∆ ∆ P (W) Nre

757.266 252.422 0.9782 0.333 0.0484 17224.386

1388.321 504.844 0.9936 0.364 0.1332 23690.2662902.853 883.477 0.8747 0.304 0.2967 30156.146

4543.596 1262.110 0.8490 0.278 0.5147 36622.026

6689.183 2019.376 0.8233 0.302 0.9689 43087.906

Grafica N° 4 : Energía consumida vs caudal (P vs Q)



0.000100 0.000200 0.000300 0.000400 0.000500

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

P vs Q

Caudal Q (m3 /s)

Energia consumida (P)

Grafica N° 5 : Perdida de presión relativa vs caudal (PP/P∆ ∆ vs Q)



0.0000000.0002000.0004000.000600

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

∆PP/P vs Q∆

Caudal (m3 /s)

Perdida de presion relativa PP/P∆ ∆

Grafica N° 6 : Constante vs Numero de Reynolds (Cv vs Nre )



0.000 20000.000 40000.000 60000.000

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

Cv vs Nre

Numeros de reynolds (Nre)

Constante del medidor (Cv)

7. CONCLUSIONES Y DISCUSIONES:



8. BIBLIOGRAFÍA:

o http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/vert_rect/index.html

o http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/vertederos/vertedero

s.html

o http://www.slideshare.net/kurtmilach/ecuacion-de-continuidad-y-de-bernoullio http://www.lawebdefisica.com/dicc/bernoulli/

o http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/vert_rect/index.html

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http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/vert_rect/index.html



http://www.slideshare.net/kurtmilach/ecuacion-de-continuidad-y-de-bernoulli

http://www.lawebdefisica.com/dicc/bernoulli/

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

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