INFORME PRÁCTICA DE LABORATORIO: ORIFICIO DE DESCARGA LIBRE

INFORME PRÁCTICA DE  LABORATORIO: ORIFICIO DE DESCARGA LIBRE

C. Naranjo (1101749), D. Villarraga (1102192), L. Cedeño (1102110), D. Caballero (1102106).

u1101749@unimilitar.edu.co, u1102192@unimilitar.edu.co

Resumen

“El objetivo de esta práctica es encontrar experimentalmente los coeficientes de velocidad, contracción y descarga y a partir de esto analizar y estudiar el comportamiento de un orificio teniendo en cuenta la aplicación de dichos coeficientes. En la práctica de laboratorio se toman los datos de las coordenadas en el eje X y Y, además se midieron los diámetros de los chorros, todo esto con el fin de calcular los diferentes coeficientes anteriormente mencionados. Se concluye de los resultados que en las cotas piezométricas 1 y 4 no se pudieron completar los cálculos debido a que el caudal real no es un dato valido porque la diferencia entre el piezómetro 9 y 10 es negativa por lo que solo tenemos el dato del caudal ideal. Para las demás cotas piezométricas se pudieron calcular todos los coeficientes deseados.”

Palabras Clave

Orificios, coeficiente de velocidad, coeficiente de contracción, coeficiente de descarga.

Introducción

Para el óptimo transporte de un fluido es necesario tener diferentes configuraciones en la tubería debido a que esta se debe ajustar a las condiciones del diseño. Estas alteraciones y accesorios en la tubería tienen consecuencias en cuanto a las pérdidas de energía al pasar el fluido por cada uno de ellos.

En esta práctica se pretende analizar el comportamiento de un fluido que pasa a través de un orificio de descarga libre, las cuales afectan a las pérdidas de energía cuando un fluido pasa por un orifico. Estas pérdidas de energía se pueden obtener como constantes que dependen básicamente de la geometría y diseño de los orificios, la distancia en la tubería, y su producto con la cabeza de velocidad del sistema en cada punto que se presente un orificio.

Este estudio tiene importancia en la aplicación práctica en el aforo de caudales; en tal caso la determinación del caudal que fluye puede obtenerse mediante la medición de trayectorias magnitudes lineales y la aplicación de fórmulas.

El orificio se utiliza para medir el caudal que sale de un depósito o pasa a través de una tubería. El chorro del fluido se contrae a una distancia corta en orificios de arista aguda. Las boquillas están constituidas por piezas tubulares adaptadas a los orificios y se emplean para dirigir el chorro líquido. En las boquillas el espesor de la pared e debe ser mayor entre 2 y 3 veces el diámetro d del orificio.

A través de este sistema es posible estudiar el movimiento de las partículas al determinar las características cinemáticas en cada punto de un flujo. Es decir, encontrar la velocidad en cada punto, a medida que el tiempo avanza, como es el caso del montaje diseñando para esta práctica.

Metodología

1. Se abre la válvula de 0.0381 m (1 ½”) para que empiece a circular el caudal por la instalación.
2. Purgar todos los piezómetros.
3. Mantener abierta la válvula de purga del múltiple.
4. Mantener abierta la válvula que conduce al manómetro de Mercurio.
5. Abrir una a una las válvulas que comunican a los piezómetros del ramal de la instalación dejando la válvula abierta durante 10 s. y luego proceder a cerrarla e iniciar el mismo procedimiento con los piezómetros restantes.
6. Cerrar la válvula de purga.
7. Cerrar la válvula que conduce al manómetro de Mercurio.
8. Abrir la válvula del múltiple la cual comunica al piezómetro de agua y le manómetro de mercurio, seleccionar la columna del líquido por el cual se van a tomar las lecturas según el rango de presiones, para presiones bajas se utiliza la columna de agua y para presiones altas la columna de Mercurio, estas se seleccionan cerrando o abriendo la válvula que comunica al respectivo fluido con el cual se quiere medir.
9. Para tomar lecturas de presión en la instalación se debe abrir la válvula de bola que comunica al manómetro de mercurio. Para tomar datos de otro punto se cierra la válvula del punto anterior y se abre la del punto de interés sin mover la del manómetro. Utilizando la lámina de acrílico se puede determinar la trayectoria del chorro de agua, tomando como punto de referencia el orificio de salida y midiendo las coordenadas  y  de la parábola descrita. [pic 1][pic 2]
10. Cambiar los caudales que circulan por la instalación maniobrando las válvulas de compuerta de 0.0762 m (3”) o 0.0381 m (1 ½”) y repetir el procedimiento para la toma de datos.
11. Para el caudal máximo se debe realizar las lecturas de 5 puntos en la cuadrícula del tablero de acrílico que indiquen la trayectoria del chorro a la salida del orificio

Resultados

TABLA 1 – Datos iniciales

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