MEDICIÓN DE CAUDAL POR EL MÉTODO VOLUMÉTRICO ANGELA PARRAGA

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LAS FUERZAS ARMADAS COMANDANTE SUPREMO HUGO RAFAEL CHÁVEZ FRÍAS NÚCLEO ZULIA LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS MSC. ING. NORELIS C. BELLO B.

MEDICIÓN DE CAUDAL POR EL MÉTODO VOLUMÉTRICO ANGELA PARRAGA CI. 21360311 LISSETH OLANO CI. 19916340 SECCIÓN: 06IPED01 FECHA: 23 DE OCTUBRE DE 2013

Resumen: Esta práctica tiene como principal objetivo comparar los resultados gráficamente por el método experimental con el método analítico, utilizando la ecuación integral de continuidad en el llenado de un tanque de almacenamiento de un líquido y determinar los porcentajes de error entre dichos productos. Es de gran importancia medir el caudal, con el fin de conocer la cantidad de materia que entra y sale en los procesos industriales.

Introducción

En esta práctica se presentará el estudio realizado para la medición de caudal por el método volumétrico, siendo este tema de gran interés ya que a través de él se puede identificar dicho caudal teniendo como datos el volumen de una masa que pasa por un área específica en un cierto tiempo. Muchos proyectos están formados por estructuras, conductos cerrados, máquinas hidráulicas, entre otros; por tal motivo es importante estudiar y calcular de forma experimental y de forma analítica dicha medición, para poder comparar y analizar los resultados y el comportamiento que presentan los fluidos a través de distintos tanques y conductos.

Ya que el caudal se define como la velocidad media de las partículas multiplicada por el área transversal del tubo de la corriente. Las unidades en las cuales se expresa el caudal son: metros cúbicos por segundo (m3/s), en el sistema Internacional, o en litros por segundo (l/s).

Donde:

Q = caudal (m3 / s)

V = volumen (m3)

T = Tiempo (s)

Existen muchos métodos para la medición de flujos, estos se pueden aplicar a líquidos y gases, un aspecto importante dentro del control de procesos industriales es la medición de caudal, esta es una de las variables que se miden con mayor frecuencia, por lo tanto es necesario conocer o determinar la medición de caudal para llevar un control rígido de los volúmenes y concentraciones de las operaciones que se puedan realizar. En líneas generales sin mediciones de flujo, sería imposible el balance de materiales, el control de calidad y aún la operación de procesos continuos.

Para entender la medición de caudal se trabajó con dos experimentos, los cuales están comprendidos por el cálculo de caudal constante y de caudal variable, es decir, cuando la abertura de la válvula es igual en todos los puntos y cuando esta varía.

Los resultados experimentales dependerá del conocimiento teórico obtenido sobre el comportamiento que debe tener el fluido (en este caso agua) con relación a la ecuación de continuidad, debido a que la tendencia de la curva podrá tener cierto margen de error y que el valor del caudal lo describe la pendiente, lo aconsejable es dar la orientación correcta a dicha grafica y de igual manera comprobarla con los resultados analíticos.

d/dt ∫_(v(t))▒〖nn((x,) ̅t)dV=∫_(v(t))▒〖∂/∂t ((x,) ̅t)dV+ ∫_(s(t))▒〖n((x,) ̅t)(V.) ̅ 〗〗〗 n ̅ ds

Datos Experimentales.

Ensayo 1. Caudal de entrada constante.

Tabla 1. Abertura de Válvulas Completa.

h (cm) t (s) L(m3)

ho 0 0.0057

12 9 0.0181

24 16,4 0.0325

36 21,89 0.0517

48 31,12 0.0665

60 40,72 0.0902

Ensayo 2. Caudal de entrada variable en el tiempo.

Tabla 2. Caudal Variable

h(cm) t(s) (m3) AV 

5 11,05 0,0144 100

5 12,01 0,0175 80

5 13,25 0,0198 60

5 15,03 0,0222 40

5 16,5 0,0339 20

Resultados Experimentales

Tabla 3. Caudal constante.

Volumen (m3) Tiempo (s) Qexp (m3/s)

0 0

0,0124 9

0,0144 16,4 0,002

0,0192 21,89

0,0148 31,12

0,0237 40,72

Figura 1. Caudal Constante

Tabla 4. Volumen vs Tiempo cuando el caudal es variable.

t (s)

11,05 0,0144

12,01 0,0175

13,25 0,0198

15,03 0,0222

16,5 0,0339

Figura 2. Volumen vs tiempo Q (varia)

Tabla 5. Caudal vs Tiempo

t(s) Q(m3/s)

11,05 0,00213

12,01 0,002322

13,25 0,00257

15,03 0,002926

16,5 0,00322

Figura 3. Caudal vs Tiempo

Analisis y Resultados

En el caso del ensayo No.1, el cual trata sobre la medición de caudal constante se pudo observar que los resultados experimentales presentan una gran variación con respecto a los resultados teóricos, esto es producido por las ecuaciones utilizadas, por lo que en la determinación del caudal experimental solo se toma en cuenta el volumen ocupado por el fluido dentro del tanque a diferentes tiempos, donde esto representado gráficamente y tomando en cuenta las indicaciones teóricas, debe generar un comportamiento lineal proporcional, ya que para una abertura constante de la válvula los valores entre volumen y tiempo son directamente proporcionales

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