Tubo Venturi

BRYAN GONZALEZ ESTEBAN GONZALEZ 24/09/2012

Introducción

Este trabajo de laboratorio, tiene como objetivo estudiar el tubo Venturi,

creado por el físico inventor Giovanni Battista. De medir la presión hasta la

medición de la velocidad de aire (m/s) por cada tobera.

El tubo Venturi fue creado para medir el gasto de fluido, es decir la cantidad

de flujo por unidad de tiempo.

En la clase, mediremos la presión de cada tobera del tubo con un Tubo

piezométrico en diferentes revoluciones controladas con un resostato.

Ensayo de Venturi

El ensayo de Venturi consiste en un tubo estrecho con posterior ensanchamiento de

una conducción. Tanto a la entrada, como a la salida del tubo, el cambio de sección se

produce de manera gradual, de tal forma que la presión que hay en el lado más ancho

debe de ser 4 veces mayor que la que hay en la parte más angosta del tubo como lo

muestra en la figura siguiente.

Por lo tanto según lo que sabemos en la parte más ancha del tubo de Venturi hay mas

presión que en la parte angosta aproximadamente 4 veces más , mientras que en la

parte angosta ay menos presión aumenta rotundamente la velocidad de avance del

fluido (aire en este caso) que en la parte más angosta donde ay menor velocidad.

Las características del tubo de Venturi utilizado en el laboratorio eran los siguientes:

Y en su diámetro mayor era de 100 mm.

Usando el ensayo de Venturi usamos un instrumento de medición llamado

tubopiezometrico el cual lo usamos en cada posición de la tobera para medir la presión

que se encontraba en cada punto a ciertas revoluciones las cuales nos dieron los

siguientes valores.

Posiciones de las RPM

Posición tobera

1 2 3 4 5 6 7 8

o 6 5 3 1 -14 -6 -1 1

2 7 6 5 1 -24 -8 -2 -1

4 9 8 4 0 -30 -12 -1 0

6 10 9 6 2 -40 -12 -3 0

8 15 13 9 -2 -55 -22 -6 0

10 19 14 11 -4 -79 -20 -7 0

Tubo piezométrico

Tabla de RPM según su posición:

RPM Posiciones de las

RPM

2211 o

2440 2

2590 4

2938 6

3391 8

4053 10

Con los resultados obtenidos tomamos dos de la misma posición de las RPM (con color

amarillo) como lo indica la tabla siguiente:

Posiciones de las RPM

Posición tobera

1 2 3 4 5 6 7 8

o 6 5 3 1 -14 -6 -1 1

2 7 6 5 1 -24 -8 -2 -1

4 9 8 4 0 -30 -12 -1 0

6 10 9 6 2 -40 -12 -3 0

8 15 13 9 -2 -55 -22 -6 0

10 19 14 11 -4 -79 -20 -7 0

Luego de tomar esos valores con la formula de:

Donde también puede quedar de la siguiente descomposición:

Donde:

P1 y P2: Presión tobera o punto de referencia

V1 y V2: Velocidad del fluido

.g: aceleración de gravedad (9.8 )

Ɣ: peso específico

H1 y H2: alturas de referencias

Luego con la formula:

Reemplazamos los valores sabiendo que:

P1= 10

P2= - 40

Ɣ= 1,23 (corresponde a la densidad del aire)

H1 y H2 = 0 cada altura

Por lo que nuestra ecuación queda de la siguiente forma:

Donde quedaría de la siguiente forma:

Lo cual nos quedaría de la siguiente forma:

Utilizando la igualdad de que: Q1 = Q2

Por lo que nos queda que: V1 x A1 = V2 x A2

Donde:

A1 y A2: son el área o superficie por donde circula nuestro fluido, y la formula es la

siguiente

Por lo que la formula quedaría:

V1 x ( ) = V2 x ( )

Donde

.r1= 3,14x0.05 =0,0078

.r2= 3,14x 0.025 = 0,0019

En lo cual la ecuación nos quedaría de la siguiente forma:

V1 x 0,0078= V2 x 0,0019

Y si despejamos V1 esto quedaría de la siguiente forma:

Por lo cual en la ecuación principal sacaríamos V2 para luego sacar V1 y lo que hacemos

es reemplazar en donde sale V1 y sacar V2 quedando de la

siguiente

Forma:

Por lo que queda una ecuación de la siguiente forma:

Por lo cual el resultado queda de la siguiente forma:

V2 = 29,1 m/s

Por lo cual V1 quedaría:

V1 = 7,08 m/s

Además con el anemómetro sacamos una velocidad del fluido (aire) el cual lo pusimos

en la salida del aire dependiendo de la posición de las RPM y como sabemos que la

velocidad aumenta 4 veces en su diámetro menos sabemos aproximadamente cuanto

es, en la siguiente tabla están los valores que nos dio en la salida de la tobera medido con

el anemómetro.

velocidad (m/s)

Posiciones de las RPM

5,6 o

6,09 2

6.84 4

7,63 6

8,65 8

10,25 10

Algunas fotos del ensayo de Venturi

Tobera

Anemómetro

Resostato

2211 RPM

2440 RPM

2590 RPM

2938 RPM

3391 RPM

4053 RPM

TOBERA 1 6 7 9 10 15 19

TOBERA 2 5 6 8 9 13 14

TOBERA 3 3 5 4 6 9 11

TOBERA 4 1 1 0 2 -2 -4

TOBERA 5 -14 -24 -30 -40 -55 -79

TOBERA 6 -6 -8 -12 -12 -22 -20

TOBERA 7 -1 -2 -1 -3 -6 -7

TOBERA 8 1 -1 0 0 0 0

Grafico de presión

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

TOBERA 1TOBERA 2TOBERA 3TOBERA 4TOBERA 5TOBERA 6TOBERA 7TOBERA 8

2211 RPM

2440 RPM

2590 RPM

2938 RPM

3391 RPM

4053 RPM

Como se puede ver en el grafico, en la tobera Nº5 donde su diámetro es

menor la presión baja a niveles negativos mientras que la aceleración

aumenta en cambio si observamos diámetros mayores la presión aumenta

Grafico Velocidad del Aire

2211 RPM

2440 RPM

2590 RPM

2938 RPM

3391 RPM

4053 RPM

Velocidad del aire 5.60 6.09 6.84 7.63 8.65 10.25

0

2

4

6

8

10

12

VELOCIDAD DEL AIRE M/S

2211 RPM

2440 RPM

2590 RPM

2938 RPM

3391 RPM

4053 RPM

Conclusión

Luego de haber realizado este proyecto se puede decir que el Tubo de

Venturi es un dispositivo, el cual puede ser utilizado en muchas aplicaciones

tecnológicas y aplicaciones de la vida diaria, en donde conociendo su

funcionamiento y su principio de operación se puede entender de una

manera más clara la forma en que este nos puede ayudar para solventar o

solucionar problemas o situaciones con las cuales nos topamos diariamente.

También podemos comprobar claramente que:

AL transportar aire, si su cañería en de diámetro menor, la presión disminuye

pero aumenta la aceleración, al contrario de que si es de mayor diámetro, la

presión aumenta pero su aceleración disminuye.