FLUJO A TRAVÉS DE UN ORIFICIO Y VERTEDEROS DE PARED DELGADA

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR                                  [pic 1]

               FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA                

               ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA

               MECÁNICA DE LOS FLUIDOS

“FLUJO A TRAVÉS DE UN ORIFICIO Y VERTEDEROS DE PARED DELGADA”

GRUPO DE LABORATORIO: 3

INTEGRANTES:

Cerón Medina, María Julia.                                CM11010

Meléndez Rodas, José Reyes                                MR10050

Martínez Vides, Roberto Alexander.                             MV12009

Sánchez Rodríguez, Guadalupe Isabel                         SR09012        

Ciudad Universitaria, 19 de Enero del 2016

INTRODUCCIÓN

En el presente reporte de laboratorio de Mecánica de los Fluidos, se muestra el análisis del flujo de agua a través de un orificio y a través de diferentes vertederos, en cada análisis se determinaran los diferentes coeficientes, es de mucha importancia este estudio debido a que este tipo de aplicaciones son muy utilizadas en la industria y construcción, o ya sea en otro tipo de aplicaciones, en las cuales se requiera medir la velocidad con que un fluido circula a través de una tubería o canal.

Para el análisis de vertederos se ha limitado a analizar vertederos de pared delgada debido a que la utilización de estos está limitada generalmente a laboratorios, canales pequeños y corrientes que no lleven escombros u sedimentos. Los tipos más comunes son el vertedero rectangular y triangular, los cuales serán analizados en el presente reporte.

Los medidores más ampliamente utilizados para la medida del flujo a través de un orificio son los diferentes medidores de carga variable y de área variable. Los medidores de carga variable comprenden los medidores de Venturi, los medidores de orificio y los tubos de Pitot.

En este  informe se muestran los resultados de la práctica de laboratorio en la que se utilizó un orificio y un canal de pendiente variable en el caso de los vertederos, y se muestran los pasos que fueron necesarios para obtener los datos necesarios para determinar los coeficientes de velocidad, contracción y descarga de un fluido.

Para obtener estos resultados se siguieron todos los pasos mencionados en la guía de laboratorio, se llegara a la medición correcta de los diferentes lineamientos y datos requeridos para el desarrollo del siguiente informe el cual incluye todos los datos obtenidos y los resultados numéricos con sus respectivas ecuaciones.

OBJETIVOS

Objetivo  General:

Conocer los diferentes dispositivos para realizar mediciones sobre fluidos utilizando tales como orificios y vertederos, observando el comportamiento de las variables que están relacionadas con éstos y su correspondiente aplicación.

Objetivos  Específicos:

• Determinar los coeficientes de velocidad (Cv), contracción (Cc) y de descarga (Cd), de un orificio de bordes afilados.

• Observar  la contracción del chorro de agua al salir de un orificio de bordes afilados.

• Investigar acerca de los tipos de orificios y las placas de orificios.

• Investigar y describir el funcionamiento de un tubo de Pitot.

• Observar el comportamiento del flujo a través de cada vertedero.

• Determinar el coeficiente de descarga  a partir de los datos obtenidos en los vertederos.

EQUIPO Y PROCEDIMIENTO

1. Flujo a través de un orificio de bordes afilados.

Equipo:

• Banco de pruebas hidráulicas

• Bomba centrífuga ZCP-1001.
• Dispositivo para el estudio de flujo a través de un orificio. (Figura 1)

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Procedimiento:

1. Se llenó el tanque hasta que el flujo de agua suministrada fue tal que el nivel alcanzó la salida del tubo de rebose y se mantuvo constante, con el objetivo de mantener la altura estática (Ho) constante. Para mantener una Ho constante se utilizó la bomba centrifuga ZCP1001, la cual se ajustó de manera que cumpliera tal propósito.
2. Se colocó una pesa en el cuelga pesas del banco hidráulico cuando se ha alcanzado la masa de agua especificada, para nuestro  caso 7.5 kg.
3. Se ubicó el tubo de Pitot en el centro de la vena contracta y se apuntaron los valores de Hc y Ho.
4. Con la cuchilla de borde afilado se midió el diámetro de la vena contracta haciendo girar la perilla en la que cada vuelta completa es 1 mm.
5. Se apuntan todos los datos arrojados por la práctica.

1. Vertederos de pared delgada.

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Figura 2. Canal hidráulico de laboratorio.

Equipo:

• Canal hidráulico de laboratorio.
• Vertedero rectangular sin contracción.
• Vertedero rectangular con contracción.
• Vertedero triangular.
• Medidor de profundidad (limnímetro).[pic 5]

Procedimiento

1. La práctica de vertederos se inició colocando el vertedero rectangular sin contracción al canal hidráulico, ajustándolo por medio de tuercas tipo mariposas, posteriormente se abrió la válvula de escape del tanque volumétrico.
2. Se encendió la bomba y se puso el sistema en funcionamiento hasta que se estabilizó el flujo, esto tomó entre 4 a 7 minutos.
3. Se puso el cronometro a cero y se cerró la válvula de escape del tanque volumétrico y se presionó start en el cronometro cuando el nivel de agua llegó a la marca inicial del visor del tanque volumétrico.
4. Se tomó el tiempo en que se tomó llegar desde la marca inicial hasta la segunda marca del visor del tanque volumétrico. Las medidas del volumen entre dichas marcas ya se encuentran dados: para 30 L y 35 L. Se efectuó la medición del tiempo para ambas medidas.
5. Se alivia la válvula del tanque volumétrico.
6. Utilizando el limnímetro se tomó la medida de la profundidad del flujo de agua (P+H).
7. Se remueve el vertedero triangular del canal hidráulico y se coloca el vertedero con contracción realizando el mismo procedimiento antes descrito, de igual manera se hace con el vertedero sin contracción.

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DATOS OBTENIDOS

1. Flujo a través de un orificio de bordes afilados.

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