Caudal y Manejo Del Banco Hidráulico
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INTRODUCCION La medida de caudal, consiste en la determinación de la cantidad de volumen que circula por la conducción por unidad de tiempo. Los instrumentos que llevan a cabo la medida de un caudal se denomina, habitualmente caudalimetros o medidores de caudales, en nuestro caso hemos utilizado el banco hidráulico para medir y justificar el volumen que ha circulado. El Banco Hidráulico y su amplia gama de accesorios opcionales han sido diseñados para instruir a estudiantes en los diferentes aspectos de la teoría hidráulica. La mecánica de fluidos se ha desarrollado como una disciplina analítica de la aplicación de las leyes clásicas de la estática, dinámica y la termodinámica, para esta situación en la cual los fluidos son tratados como medios continuos. Las leyes particulares involucradas son la conservación de masa, energía y momento y en cada aplicación de estas leyes pueden ser simplificadas para describir cuantitativamente el comportamiento de los fluidos. Algo primordial de esta práctica fue reconocer y aprender sobre el funcionamiento del banco hidráulico, además de la obtención de datos que permitan plasmar un trabajo estadístico. OBJETIVOS Realizar una descripción del equipo. Conocer el manejo del equipo. Conocer los requerimientos del equipo. Describir las condiciones de seguridad adecuadas para el uso del equipo. Determinar caudales.
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FLUIDOS
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INTRODUCCION
La medida de caudal, consiste en la determinación de la cantidad de volumen que circula por la conducción por unidad de tiempo. Los instrumentos que llevan a cabo la medida de un caudal se denomina, habitualmente caudalimetros o medidores de caudales, en nuestro caso hemos utilizado el banco hidráulico para medir y justificar el volumen que ha circulado.
El Banco Hidráulico y su amplia gama de accesorios opcionales han sido diseñados para instruir a estudiantes en los diferentes aspectos de la teoría hidráulica. La mecánica de fluidos se ha desarrollado como una disciplina analítica de la aplicación de las leyes clásicas de la estática, dinámica y la termodinámica, para esta situación en la cual los fluidos son tratados como medios continuos. Las leyes particulares involucradas son la conservación de masa, energía y momento y en cada aplicación de estas leyes pueden ser simplificadas para describir cuantitativamente el comportamiento de los fluidos. Algo primordial de esta práctica fue reconocer y aprender sobre el funcionamiento del banco hidráulico, además de la obtención de datos que permitan plasmar un trabajo estadístico.
OBJETIVOS
Realizar una descripción del equipo. Conocer el manejo del equipo.Conocer los requerimientos del equipo. Describir las condiciones de seguridad adecuadas para el uso del equipo.Determinar caudales.
EQUIPOS UTILIZADOS EN EL ENSAYO
o banco hidráulico o Cronómetro o Probeta
DESCRIPCION DEL BANCO HIDRÁULICO
El banco hidráulico está diseñado como mesa de trabajo, sobre la que se pueden utilizar una gran variedad de equipos didácticos, en los que sea necesario un aporte de caudal.
El banco cuenta con conexiones mediante tuercas de unión y un enchufe rápido (suministrado con manguera flexible), de forma que la instalación de los diferentes equipos de trabajo es ágil y sencilla.
Una válvula de vaciado en la base del tanque volumétrico es operada por un accionador remoto en la parte superior. Levantando el accionador se abre la válvula de vaciado permitiendo que el volumen de agua medido regrese al colector en la base del banco para luego ser recirculado. Cuando es levantado, una vuelta de tuerca de 90º al accionador mantendrá la válvula de vaciado en posición abierta. El rebose en la parte del tanque volumétrico permite que el agua retorne directamente al colector de prevención debido a un sobrellenado si la válvula de vaciado permanece cerrada.
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El agua se extrae del depósito mediante una bomba centrífuga auto cesante que se monta en un hueco debajo del tanque colector. Un panel montado en la válvula de control regula el flujo de la bomba a una tubería de conexión rápida liberación situado en el piso del canal moldeado en la parte superior del banco. El tubo flexible de suministro en la mayoría de los accesorios simplemente conecta al conector de cierre rápido. Las herramientas de mano no son necesarias para cualquiera de estas operaciones, permitiendo el intercambio rápido de accesorios. Una válvula de drenaje incorporada en un hueco en la parte frontal del tanque recolector, facilita su vaciado. Esta válvula es usada para la conexión de accesorios. El suministro eléctrico de la bomba del motor se realiza mediante un interruptor y un dispositivo de corriente residual montada en un hueco en la parte frontal del banco. Este último ofrece una mayor protección al operador contra descargas eléctricas en caso de que el equipo se convierta eléctricamente peligroso.
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PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA
CAUDALES MÍNIMOS
PRACTICA: CAUDALES CON PROBETA GRADUADA
PROCEDIMIENTO:
o Abrimos la llave del banco hidráulico con un caudal cualquiera
o Con cronometro en mano empezamos a llenar la Probeta graduada hasta cierta altura arbitraria.
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o Al llegar una altura arbitraria paramos el cronometro e inmediatamente retiramos el abastecimiento de agua y determinamos el volumen.
o Hacemos esto 5 veces por cada caudal diferente
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RESULTADOS:
PROBETA 1
VOLUMEN (ml) TIEMPO (s) CAUDAL (ml/s)
290 13.51 21.4655811
290 14.15 20.4946996
220 11.06 19.8915009
295 14.49 20.3588682
255 12.33 20.6812652
190 9.28 20.4741379
PROMEDIO 20.5610088DESVIACION ESTANDAR
7 8 9 10 11 12 13 14 15150
170
190
210
230
250
270
290
310
TIEMPO
VOLU
MEN
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PROBETA 2VOLUMEN (mm) TIEMPO (s) CAUDAL (mm/s)300 14.10 21.2765957
355 16.51 21.5021199
370 17.15 21.574344
293 13.78 21.2626996
360 17.26 20.8574739
320 15.36 20.8333333
PROMEDIO 21.2177611DESVIACION ESTANDAR
12 13 14 15 16 17 18250
270
290
310
330
350
370
390
Series2
TIEMPO
VOLU
MEN
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PROBETA 3VOLUMEN (mm) TIEMPO (s) CAUDAL (mm/s)414 9.29 44.5640474
428 9.45 45.2910053
393 8.71 45.1205511
460 10.43 44.1035475
585 13.38 43.7219731
PROMEDIO 44.5602249DESVIACION ESTANDAR
8 9 10 11 12 13 14350
370
390
410
430
450
470
490
510
530
TIEMPO
VOLU
MEN
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CAUDALES MÁXIMOS
PRACTICA: CAUDALES CON EL BANCO HIDRAHULICO HIDRAULICO
PROCEDIMIENTO:
Abra la válvula de vaciado para vaciar el tanque de volumétrico. Cuando este vaciado, conecte la bomba y cierre la válvula de vaciado.
Para medir el caudal debemos cerrar la válvula de purga, para ello levantamos el accionador con una media vuelta de tuerca y que pose sobre el orificio de purga, consiguiendo que el agua no vuelva al tanque. Con ello podemos ver como el depósito comienza a llenarse.
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Al mismo tiempo que el depósito se llena, si observamos la regla del banco podremos comprobar cómo en ella comienza a subir el nivel de agua.
Una vez que llegamos a esta situación lo que tenemos que hacer es tomar una referencia (por ejemplo el cero del tramo superior), cuando el agua llegue a ese nivel ponemos en marcha el cronómetro. Parándolo cuando por ejemplo el agua llegue a los 5 litros en la regla. Así, tendríamos que fluyen 5 litros en por ejemplo 30 segundos (esto es sólo un ejemplo para comprender la toma de medidas). Luego anotamos el tiempo una vez llegado a 10 litros y otro tiempo para 15 litros. esto se haría por cada caudal.
De manera que si esta fuese una medida real, el caudal.
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RESULTADOS:
CAUDAL 1
VOLUMEN (lt) TIEMPO (s) CAUDAL (lt/s)0 0.00 0.00
5 34.95 0.14306152
10 62.11 0.16100467
15 89.96 0.16674077
20 117.11 0.17077961
PROMEDIO 0.16039664DESVIACION ESTANDAR
4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
20
40
60
80
100
120
140
VOLUMEN
TIEM
PO
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CAUDAL 2VOLUMEN (lt) TIEMPO (s) CAUDAL (lt/s)0 0.00 0.00
5 17.6 0.28409091
10 36.15 0.27662517
15 52.65 0.28490028
20 67.06 0.29824038
PROMEDIO 0.16039664DESVIACION ESTANDAR
4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
10
20
30
40
50
60
70
80
VOLUMEN
TIEM
PO
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CAUDAL 3
VOLUMEN (lt) TIEMPO (s) CAUDAL (lt/s)
0 0.00 0.00
5 7.16 0.69832402
10 21.91 0.4564126
15 33.67 0.44550045
20 42.85 0.46674446
PROMEDIO 0.51674538
DESVIACION ESTANDAR
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4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
5
10
15
20
25
30
35
40
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CONCLUSIONES
Con esta práctica se ha logrado demostrar lo sencillo de calcular caudales tomando volúmenes en un determinado tiempo.
El estudiante o ingeniero que conozca los fundamentos básicos y aplicaciones que se presentan en este trabajo debe estar en capacidad para escoger el tipo de medidor que se adapte a las necesidades que el usuario requiere.
Mediante esta práctica determinamos caudales con altos y bajos volúmenes en un determinado tiempo, permitiendo aprender de los procedimientos que se llevaron a cabo para llegar a tales fines.
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