Flujo Venturi

INTRODUCCION

Durante el desarrollo de esta nueva experiencia se estudiara la medición de flujos de fluidos incompresibles.

Los fluidos incompresibles son aquellos que poseen una densidad constante en el tiempo y se oponen a la compresión, los líquidos se consideran incompresibles, en esta experiencia el fluido incompresible usador es el agua.

Para esta experiencia lo esencial será hacer mediciones de gasto o caudal en circuitos cerrados con los distintos medidores por obstrucción: venturimetro, tobera y placa orificio. Cada medidor posee distintas características y por ende arrojarán distintos resultados que deberán ser comparados para poder familiarizarse con estos medidores.

Para cada medidor por obstrucción se obtendrán distintos datos que nos permitirán ver el rendimiento de estas bajo los criterios que se establezcan además de analizar los resultados bajos los conocimientos acumulados de las experiencias anteriores.

Por lo demás es necesario señalar que cada medidor por obstrucción posee un manómetro diferencial que permite medir la presión en base a la diferencia de altura, relevante para el desarrollo de los resultados y del mismo laboratorio.

OBJETIVOS DE LA EXPERIENCIA

Objetivo general

Familiarizar al alumno con los métodos de medición de flujo de fluidos incompresibles en conductos cerrados.

Objetivos Específicos

Medir gastos con un venturímetro, placa orificio y estanque volumétrico, medidor de desplazamiento positivo y fotómetro.

Construir las curvas de calibración de los instrumentos.

Analizar comparativamente la eficiencia de los instrumentos o métodos empleados para la medición de flujo.

ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO EXPERIMENTAL

Primero se darán a conocer partes importantes de este proceso agregando su definición:

VENTURIMETRO: se usa para medir el caudal que pasa por una tubería. Se hace generalmente fundido y consta primeramente de una parte cilíndrica del mismo diámetro que la tubería, a la cual se acopla; esta parte tiene un anillo de bronce con una serie de orificios piezométricos para la medida de la presión estática; sigue después una parte cónica convergente que termina en una garganta cilíndrica con anillo de bronce que contiene otra serie de orificios piezométricos; a continuación sigue una parte cónica divergente, que termina en una porción cilíndrica del mismo diámetro que la tubería. A los dos anillos de orificios piezométricos van conectadas las dos ramas de un manómetro diferencial. El tamaño de la tubería y de la garganta. Para obtener resultados exactos, el venturímetro debe estar procedido de una parte recta de tubería de una longitud de, por lo menos, 10 diámetros. En la garganta del aparato la velocidad es mayor que en la tubería y la presión es menor. Si exponemos el flujo incomprensible, el caudal en una función de la lectura del manómetro.

PLACA ORIFICIO: consiste en una placa perforada que se instala en la tubería, el orificio que posee es una abertura cilíndrica o prismática a través de la cual fluye el fluido. El orificio es normalizado, la característica de este borde es que el chorro que éste genera no toca en su salida de nuevo la pared del orificio. El caudal se puede determinar por medio de las lecturas de presión diferenciales. Dos tomas conectadas en la parte anterior y posterior de la placa captan esta presión diferencial.

La disposición de las tomas se pueden observar con más claridad en la figura A.

TOBERA: es un dispositivo que convierte la energía térmica y de presión de un fluido (conocida como entalpía) en energía cinética. Como tal, es utilizado en turbo máquinas y otras máquinas, como inyectores, surtidores, propulsión a chorro, etc. El fluido sufre un aumento de velocidad a medida que la sección de la tobera va disminuyendo, por lo que sufre también una disminución de presión y temperatura al conservarse la energía. Existen diseños y tipos de tobera muy usados en diferentes campos de la ingeniería, como la de Laval, Rateau, Curtis, etc

Cronometro, utilizado para medir el tiempo de vaciado del volumen.

Huincha para medir, necesario para la diferencia de altura entre los manómetros diferenciales.

La instalación está formada por una válvula de desagüe, bomba, interruptor, dos estanques, tres manómetros y una llave de paso. Los manómetros son de tipo venturimetro, tobera y placa orificio. El funcionamiento de esta implementación consiste se abre la llave de paso para que fluya el caudal pasando por los manómetros, con estos elementos que miden la presión se debe estar atentos ya que si se dejan abiertos el mercurio se puede mezclar con el agua y eso produciría que el mercurio ya no se pueda utilizar. Los manómetros nos indican las variaciones de altura que cada tipo de medidor de presiones genera en el fluido. El líquido llega al estanque dos se abre la válvula de desagüe para vaciar este estanque llegando nuevamente al estanque número 1, luego se enciende la bomba y todo el proceso se repite para la obtención de los datos experimentales.

METODO EXPERIMENTAL

Se deben realizar los siguientes pasos para lograr los resultados solicitados para completar de manera exitosa esta tercera experiencia.

1. Identificar y reconocer la instalación del sistema a utilizar.

2. Fijamos la primera vuelta en la llave, teniendo diferentes caudales para cada medición.

3. Seleccionar un nivel en el estanque midiendo cuanto se demora en obtener esa medida. Tomando la medida de los manómetros.

4. Encender bomba.

5. Mientras se llena el estanque se abren las válvulas de los manómetros de mercurio y se estabiliza para cerrar y medir.

6. Una vez que alcanza el nivel establecido de llenado, se detiene el tiempo y con las llaves cerradas se mide.

7. Con la bomba apagada se abre la llave

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