AFORO DE TUBERIAS
Enviado por alexsk830 • 27 de Febrero de 2016 • Apuntes • 3.270 Palabras (14 Páginas) • 283 Visitas
AFORO DE TUBERIAS
OBJETIVOS
Medición del gasto en una tubería que descarga a la atmósfera, por tres métodos :
- Método volumétrico.
- Método de la parábola de caída del chorro.
- Método piezométrico.
APRECIACIONES
INSTRUMENTOS
Cronometro : 0.01 s
Cinta métrica : 0.1 cm
Termómetro : 1 º C
MATERIAL
Tanque receptor de agua.
Tubo de aforo con reducción en la salida.
MARCO TEORICO
El gasto que circula por una tubería se define como el volumen del fluido que atraviesa una sección de la misma en un tiempo determinado. Siendo entonces la velocidad el gasto por unidad de área.
El gasto y la velocidad de un fluido que descarga a la atmósfera a través de un orificio puede calcularse con :
Q = ∀ Ec. I[pic 1]
t
V = Q Ec. II[pic 2]
A
- Método Volumétrico :
Cuando un fluido, descarga en un recipiente de área transversal conocida, podemos establecer el gasto ; calculando la relación entre el volumen almacenado y el tiempo de almacenaje.
- Método de la parábola :
Una tubería que descarga a la atmósferas y suspendida a una altura cualquiera diferente de cero. El fluido que ella descarga describe una trayectoria parabólica.
El método de la parábola permite el calculo del gasto a través de dicha parábola.
Supongamos unos ejes coordenados dispuestos como se muestra en la figura 1.
El eje de las abcisas colocado continuación de la tubería, por lo tanto tangencial a la curva en la salida de la tubería ( Punto (0,0)) y el eje de las ordenadas en dirección al suelo, positiva.
En cualquier punto de la curva las coordenadas están dadas por
X = Vs * t Ec. III
Y = ½ g t2 Ec. IV
Donde Vs : Velocidad de salida del chorro
t : El tiempo en que tarda una partícula en recorrer la trayectoria desde el punto P ( 0 , 0 ) hasta un punto cualquiera P’ ( x , y )
g : Aceleración de la gravedad.
Elevando la Ec. III al cuadrado e igualándola a la Ec. IV tenemos :
Ç
X2 = 2 * Y[pic 3]
Vs 2 g[pic 4]
Despejando la velocidad de salida, tenemos :
Vs = [ ( g * X2 ) / (2 * Y) ]1/2 Ec. V
El gasto teórico ( Qt α Vst * As ) se corrige por un coeficiente de gasto Cg denominado coeficiente de gasto real, así el gasto real está dado por
Qr = Cg * Vst * As Ec. VI
INSTALACIÓN EXPERIMENTAL
[pic 5]
FIGURA 1
- Método Piezométrico :
Un piezómetro consiste en un tubo fino conectado al ras de una tubería de la cual se quiere medir la presión, y al otro extremo abierto a la atmósfera. El único líquido que contiene es aquel para el que se mide la presión.
La ley de conservación de energía se representa con la ecuación de Bernoulli. Esta permite hallar teóricamente las componentes de la velocidad en cualquier punto en un flujo permanente, incompresible y en el que no existan fuerzas de roce.
Aplicando esta ecuación entre los puntos A y S de la figura 1 y despreciando las perdidas tenemos :
Va2 + Pa + Za = Vs2 + Ps + Zs Ec. VII
2*g δ 2*g δ[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]
Donde : Va : Velocidad media en la sección A.
Vs : Velocidad media en la sección de salida S.
Za = Zs : Cota de los puntos A y S.
Pa y Ps : La presión en los puntos A y S respectivamente.
δ : El peso específico del líquido en circulación
Ps = 0 (presión atmosférica)
Pa = ha
δ[pic 10]
Así :
Va2 + ha = Vs2 Ec. VIII
2*g 2*g [pic 11][pic 12]
Va = (∅s / ∅ a )2 * Vs
Así :
ha = Vs2 + Vs2 (∅s / ∅ a )4 Ec. IX
...