Planilla de Lineas Primarias

CAUDAL

1.-RESUMEN.

Usando dos dispositivos ampliamente utilizados en la medición de flujo de caudales, como son el “Venturimetro” y el medidor de canal abierto “vertederos”, en presente informe solo es tomaron datos del ensayo realizado en el venturimetro.

Podemos resumir el contenido del presente informe en tres partes:

• La finalidad del presente ensayo es medir el caudal utilizando el venturimetro que se tiene en el laboratorio, para dicha experiencia se tomaron tres lecturas en el manómetro instalado y los otros datos adicionales que se requieren para el calculo del caudal se tomaron de la tesis que es encuentra en la biblioteca especializada de la escuela profesional de ing. Mecánica Eléctrica de la UNA- PUNO.

• Los resultados que se obtuvieron se presenta en el siguiente cuadro:

Donde los resultados de caudal y velocidad son valores reales, para obtener estos resultados se considero el coeficiente de descarga.

• Comparando estos resultados con el caudal que se encuentra en la tesis que es de

Q = 1.592Lt/s, hay una buena aproximación.

Estas variaciones podrían ser a causa del deterioro del equipo o de una mala calibración.

2.-OBJETIVO.

• Medir el caudal con un venturimetro.

3.-TEORIA.

3.1.-Caudal.-El caudal es la cantidad de fluido que atraviesa una sección transversal en una unidad de tiempo, matemáticamente esta expresado de la siguiente manera:

[pic 1]

3.2.-Numero de Reynolds (Re).- Es un número adimensional definido por la siguiente ecuación:                                          donde:      

                          D: diámetro hidráulico (m).[pic 2]

                                          V: velocidad media del fluido (m/s).

                                                  𝛎. Viscosidad cinemática ().[pic 3]

3.3.-Flujos internos.- Son los flujos que se estudian más en la ingeniería, estas se pueden resumir en tres partes.

3.3.1.-        Flujo laminar.- Las partículas fluidas se mueven según trayectorias paralelas formando el conjunto de laminas planos paralelos. Los módulos de las velocidades de capas adyacentes no tienen el mismo valor. Esta se puede conocer numéricamente recurriendo al número de Reynolds (Re < 2000).

El perfil de velocidades en una tubería esta distribuida casi en forma de una parábola y su velocidad promedio es aproximadamente (V = 0.5Vmax.).

3.3.2.-Flujo turbulento.- Cuando las partículas del fluido se mueven de forma desordenada en todas las direcciones. Su numero de Reynolds es (Re > 4000).

3.2.-Medidores de caudal. También denominados medidores secundarios; para el calculo de velocidad se emplea dos ecuaciones fundamentales, ecuación de continuidad y ecuación de Bernoulli, las cuales son la base para la medición del caudal en “medidores de obstrucción”. Asumiendo las siguientes condiciones, que no hay trabajo mecánico entregado al fluido y que no hay transferencia de calor. A continuación se describen cada equipo de medición con sus respectivas ecuaciones,  relacionando con algunas constantes para que el valor obtenido sea más real.

3.2.1.-Venturímetro.-  fenómeno que se produce en una canalización horizontal y de sección variable por la que circula un fluido incompresible, sin viscosidad y si la circulación se lleva a cabo en régimen permanente.

De acuerdo con el teorema de Bernoulli, la velocidad en la parte estrecha de la canalización tiene que ser mayor que en la ancha, y por estar ambas a la misma altura, la presión en la parte ancha es mayor que en la estrecha. Por tanto, cuando un fluido incrementa su velocidad sin variar de nivel, su presión disminuye.

Es un medidor de obstrucción que consta de un tubo estrechado en una garganta, en el cual dentro del tubo existe una presión diferente a la de la garganta, y esta variación de presión se mide con un tubo obviamente mas delgado que el tubo conductor que va conectado la entrada del tubo y la garganta estrecha, dentro de esta lleva mercurio con unas marcas graduadas en el tuvo para comparar la diferencia de altura y de esa manera hallar el caudal existente.

[pic 4]

Para el cálculo del caudal, nos basamos en la ecuación de Bernoulli:

[pic 5]

V1A1 = V2A2

Para luego obtener la velocidad en la garganta:

[pic 6]

[pic 7]           [pic 8]

Donde:

g = 9.8m/[pic 9]

 = 133.28KN/ (peso especifico de mercurio)[pic 10][pic 11]

 = 9.8KN/ (peso especifico del agua)[pic 12][pic 13]

D1 = 2.5pulg (diámetro de ingreso)

D2 = 0.75pulg (diámetro de la garganta)    

Cd: coeficiente de descarga que dependedle numero de Reynolds geometría real del venturimetro  

3.2.2.-Vertedero.-Pertenece al tipo de medidores de caudal en canales abiertos, que la siguiente  relación nos muestra el caudal correspondiente que atraviesa dicho canal:

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