UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERIA-CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS

GUIA DE LABORATORIO

LABORATORIO N 06: VENTURI COMO MEDIDOR DE CAUDAL

Finalidad

El Venturi es muy usado como instrumento medidor de caudal porque, puesto en un conducto, provoca modestas pérdidas de carga. Las siguientes pruebas tienen la finalidad de tarar un Venturi o sea determinar las constantes características del instrumento. Además se calculará también el grado de recuperación de la presión que tendrá después la sección estrecha o en otras palabras, será calculada la pérdida de carga debida a la inserción del medidor en el conducto.

Modalidad operativa

1. Poner la unidad, con el tubo de Venturi sobre la mesa de trabajo. Conectar con un tubo flexible el envío de la bomba con la toma puesta en la extremidad izquierda del tubo de Venturi.

2. Poner en marcha la bomba y actuando sobre su velocidad de rotación y sobre la válvula de regulación, regular el caudal de manera que se tenga el máximo diferencial entre las lecturas de los dos piezómetros (1 y 3), conectados respectivamente en la entrada del tubo Venturi y en la sección estrecha.

3. Conectar la bomba con la válvula del colector y empezar a bombear lentamente. Presurizar el colector hasta que el nivel del piezómetro 7 alcance el más bajo valor visible.

4. Efectuar la lectura sobre los piezómetros 2, 5, 7, 10 y relevar el correspondiente valor del caudal.

5. Aumentar el valor del caudal actuando sobre la velocidad de rotación de la bomba y estabilizar las indicaciones de los piezómetros actuando sobre la válvula de regulación. Efectuar las lecturas en los piezómetros 2, 5, 7 y 10.

6. Repetir las operaciones indicadas en el punto 4.

7. Repetir las operaciones indicadas en los puntos 5 y 6 de manera que se obtengan algunos puntos de medición. Se debe tener cuidado que el agua no llene el colector.

8. Repetir de nuevo todas las operaciones desde el punto 3 hasta el punto 7.

9. Parar la bomba y permitir el drenaje completo del agua en el tanque de recolección.

1

Interpretación de los resultadosSe toma en consideración el conducto circular convergente indicado en la figura y se aplica al mismo el teorema de Bernoulli tomando como referencia las dos secciones 1 y 2 que tienen respectivamente una área: A1 y A2.

Entonces se podrá escribir:

v 2

H 1 12g

v 2

H 22

2g(1)

Poniendo (1):

v1 = q / A1, v2 = q / A2, r = A1 / A2

se obtendrá la expresión: ( H 1−H 2)❑= q2

2 g⌊ 1

A22 −

1A1

2 ⌋=q2

A122 g

⌈ r2−1 ⌉

2

que con algunos simples procesos se transforma en:

q = Cm · H0.5 (2)

y si además:

Cm A1

2 g

r 2 - 1

3

La (2) es la relación buscada que liga entre sí: el caudal y el diferencial entre las dos alturas

piezométricas en las secciones 1 y 2. El coeficiente Cm, que claramente está en relación con

la geometría del Venturi, se llama Constante del instrumento. Entonces, calculemos este

coeficiente, siendo en nuestro caso:

A1 = Área sección larga

r = Partición entre área grande/área estrecha

Trazamos en el diagrama logarítmico que ya contiene los resultados experimentales, la recta ideal representada por la ecuación 2. La primera cosa que seguramente podemos observar es que la recta ideal está situada completamente encima de los puntos experimentales; esto se debe a las pérdidas de carga a lo largo del trecho convergente. Se puede tomar en cuenta este hecho escribiendo en lugar de la 2 la formula siguiente:

q = k · Cm · H0.5 = k · H0.5

donde k, coeficiente correctivo.

En un venturímetro industrial este valor está entre 0,96 y 0,98; en nuestro venturímetro didáctico este valor es algo mayor. Para determinar el valor de k trazar, siempre en el mismo diagrama, una recta que interpole bien los valores experimentales.

La division entre los dos interceptas b1 y b2, dará el valor deseado de k. Otra característica interesante que se puede relevar a partir de los dados medidos, es la pérdida de carga introducida por la inserción del Venturi en un conducto.

Esta magnitud normalmente se expresa como recuperación R:

H HR sal estr 100

H entr H estr

Se calcula los valores de R para cada uno de los puntos de medición y se determine su valor medio.

4

Q [ l /min]

Lectura piezómetros mm H2OH = 2–3 R

4 - 3 100

1 - 31 2 3 4

12 400 400 115 350 285 82

10 400 400 210 365 190 82

8 265 265 152 247 113 84

6 270 270 210 260 60 83

5 250 250 207 240 43 77

82

∆ H

[m

m]

1000

100

10

1

1 2 3 4 5

Q [l/min]

CONTENIDO DEL INFORME DEL LABORATORIO N 061.-Indice2.-Introduccion3.-Objetivos de las pruebas4.-Breve marco teórico5.-Instrumentos y Equipos6.-Descripcion del procedimiento empleado7.-Resultados de la prueba8.-Datos referidos a la prueba.9. Conclusiones y experiencias

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