UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA CIVIL

LINEA DE HIDRAULICA

ASIGNATURA: MECANICA DE FLUIDOS II

DOCENTE TEORIA: Ing. Gutiérrez Samanez SandroDOCENTE TEORIA: Ing. Arangoitia Valdivia Victor ManuelDOCENTE PRACTICA: Ing. Aybar Galdós Alcides

ALUMNOS: CODIGO

1. Varazorda cao Uriel 0210022. Grajeda roca luis enrrique 1102533. Laura Cansaya Jorge Mario 1135314. Pumachara corrales Romario g. 1102585. Yupanqui Ccopa Edilberto 122172

CUSCO-PERU 2014

SISTEMA DE MEDICION DE FLUJO

PRESENTACION:Por medio del presente me dirijo a Usted con la finalidad de hacer llegar mi saludo cordial, y a la vez informarle sobre la práctica de MECANICA DE FLUIDOS II referido SISTEMA DE MEDICION DE FLUJO, realizado el día jueves 12 del mes de junio del año 2014, a horas de 1:00 a 3:00 PM, que a continuación detallo:

1. OBJETIVOS

Que el alumno pueda familiarizarse con los dispositivos de medición de flujo (venturimetro ,rotámetro y el medidor de orificio) Realizar medidas del flujo observando el funcionamiento de cada medidor usado. Demostrar el funcionamiento y las características de tres tipos básicos de medidores de flujo Calcular y comparar las caídas de presión en cada medidor de flujo.

2. MARCO TEORICO

Existen muchas maneras de realizar las mediciones de flujo unas de estas son el venturimetro, rotámetro y placa de orificio que son dispositivos que se usan para tal motivo.Rotámetro:Son medidores del caudal de área variable en las cuales un flotador(boya) cambia su posición de un tubo en función del caudal que pasa por dicho tubo las fuerzas que actúan en el flotador están representadas en la figura.

Por equilibrio se tendrá: W=E+F, donde:E=V f ρl g W=V b ρbg

Entonces:F=V b ρb g−V f ρlg , se tendrá:

U=√ 2∗g∗V f∗( ρf−ρl )C∗ρ f∗A f

∗Cd

Donde:U=velocidad del fluidoW=peso del flotadorVF =volumen del flotadorpF =densidad del flotadorpl =densidad del liquidoA f =área de la sección del flotadorC=coeficiente de arrastreCd =coeficiente de descargag =gravedad

VENTURIMETRO:el tubo de venturi es un medidor que permite medir el caudal de un fluido, a partir de una diferencia de presión entre el ligar por donde entra la corriente y el punto, calibradle ,de mínima sección del tubo, en donde su parte ancha final actúa como difusor.Analizando las distribuciones de presiones y velocidades a lo ñlargo del tubo de ventura,según la figura.el tubo consta de una zona de contracción,en el cual el diámetro disminuye deste un valor D hasta alcanzar un valor minimo en la garganta

E

F

W

Dg ,seguida de un pequeño tramo recto de diámetro Dg , y finañmente de una zona de expansión en el cual el diámetro aumenta de nuevo hasta alcanzar el diámetro D

PLACA ORIFICIO O DIAFRAGMA:Consiste en una placa perforada instalada dentro de un ducto. Dos tomas conectadas en la parte inferior y posterior de la placa captan la presión diferencial ,que es proporcional al cuadrado del caudal que circula dentro de este. Cómo se muestra en la siguiente figura 1.

Para medir el flujo en el Venturi metro y la placa orificio se utilizara la ecuación de Bernoulli(1) y la ecuación de la continuidad(2):

Z1+P1

γ1

+V 1

2

2 g=Z2+

P2

γ 2

+V 2

2

2g …..(1)

Q=V 1 A1 ¿V 2 A2 …..(2)

De (1) y (2) se tiene que el caudal teórico es: Q=A2

1

√1−.( A2

A1)

2∗√2

g∗P1−P2

γ

Dh

Dg

Entonces el caudal real será: Q=Cd∗A2

1

√1− .( A2

A1)

2∗√2

g∗P1−P2

γ , donde :

Cd=coeficiente de descarga que para este experimento con nuestros equipos son 0.98 y 0,63 para el venturimetro y placa orificio respectivamente.A2 , A1 =Área de la sección de los orificios 1 y 2.P1 ,P2 =presiones en los puntos 1 y 2.γ = peso específico del fluidog = gravedad

3. EQUIPOS A UTILIZAR EN ESTE ENSAYO

3.1.-Banco Hidráulico: Equipo para el estudio del comportamiento de los fluidos, la teoría hidráulica y las propiedades de la mecánica de fluidos que mide el caudal regulado mediante una válvula de membrana

3.2.-Sistema de medición de flujo FME18. El módulo consiste en un medidor Venturi, un medidor de área variable y una placa de orificio, instalados en una configuración en serie para permitir unaComparación directa.Hay varias tomas de presión conectadas a un panel de ocho tubos. La válvula de control de caudal permite la variación del índice de caudal a través del circuito y el ajuste en conjunción con la válvula de control del Banco permite que la presión estática del sistema sea variada. Las tomas de presión del circuito se conectan a un manómetro de ocho tubos, que incorpora una válvula de entrada de aire en la parte superior parafacilitar la conexión a la bomba manual.Esto permite ajustar los niveles en el panel manométrico hasta alcanzar la presión estática deseada.

3.3.cronometro .El cronómetro es un reloj o una función de reloj utilizada para medir fracciones temporales normalmente breves y precisas

3.4- Probeta.

En la figura podemos apreciar la probeta que nos indica la cantidad de volumen captado en un determinado tiempo para el respectivo cálculo del caudal. Este volumen esta dado en ml.

4. PROCEDIMIENTO DEL TRABAJO.

Ajustar convenientemente los niveles de los tubos manométricos, presurizando lentamente aire con ayuda de las válvulas de bolas situadas en cada uno de los tubos manométricos.

abrir completamente la válvula de control de flujo mientras se mantienen al máximo las lecturas en el manómetro

se anotaron las lecturas de los manómetros, del medidor de área variable y las medidas de velocidades de flujo.

repetir a diferentes posiciones de la válvula (diferentes caudales) para demostrar velocidades de flujo similares a presiones estáticas de diferentes

sistemas, ajuste las válvulas de control de flujo y del banco, ajustando los niveles del manómetro como se necesite .

5. TABLA DE REDCOLECCION DE DATOS

1 2 3 4 5v(ml) t(s) v(ml) t(s) v(ml) t(s) v(ml) t(s) v(ml) t(s)

952 6.61 880 4.92 945 4.81 885 3.62 915 3.04920 6.81 785 4.68 750 3.39 870 3.65 895 3.11956 6.9 840 4.8 905 3.89 850 3.41 920 3.16850 6.8 905 5.23 975 4.38 860 3.46 850 2.95740 5.47 850 4.74 880 4.11 845 3.06 980 3.02

LECTURA No

LEC TURAS DEL MANOMETRO(mm) VOLUMEN(ml) TIEMPO(s) ROTAMETRO(l/

h)1 2 3 4 5 6 7 8

1 232 222 228 224 54 54 42 48 872.0 6.4 5003 300 284 296 288 116 117 92 104 868.8 4.9 6503 362 340 358 348 170 172 132 150 868.3 4.0 8004 428 394 422 406 321 224 165 192 865.0 3.5 9505 396 352 390 368 378 184 103 138 888.3 3.1 1100

6. ANALISIS DE DATOS:

VENTURIMETRO, MEDIDOR DE ÁREA VARIABLE PLACA DE ORIFICIO.

calculo de caudal teórico(Qt)

Q=A21

√1−.( A2

A1)

2∗√2

g∗Pi−P jγ =

Q=A21

√1−.( A2

A1)

2∗√2

g∗hi−hj1000

m3

s ,

Dónde:A1 = 0.0008040 m^2 A1 = 0.000314 m^2

g=9.81 m^2/s

Calculo del error de medida de flujo (e)

e=Qr−Qt

Calculo del Coeficiente de descarga (Cd)

Cd=QrQ t

Calculo de las Perdidas de Carga en el Venturimetro (hp m.c.a)`

hp=hi−h jγagua

Asi se tendrá:

LECTURA No

VENTURIMETRO

h1 h2Qr(l/s) Qt(l/s) e(l/s) Cd hp(m.c.a

)Ve^2/2g(m

)Vs^2/2g(m)

1232 222

0.13631 0.15108

-0.0148

0.9022169 0.01

0.00179979

0.011799788

2300 284

0.17656 0.19111

-0.0146

0.9238639 0.016

0.00287966

0.018879661

3362 340

0.21932 0.22409

-0.0048

0.9786929 0.022

0.00395953

0.025959534

4428 394

0.24743 0.27858

-0.0312

0.8881794 0.034

0.00611928 0.04011928

5396 352

0.28902 0.31691

-0.0279 0.911976 0.044

0.00791907

0.051919068

LECTURA No

PLACA ORIFICIO

h6 h7Qr(l/s) Qt(l/s) e(l/s) Cd hp(m.c.a

)Ve^2/2g(m

)Vs^2/2g(m)

154 42

0.13631 0.14368

-0.0074

0.9487355 0.012

0.00113688

0.013136881

2117 92

0.17656 0.20738

-0.0308

0.8513787 0.025 0.0023685

0.027368502

3172 132

0.21932 0.26231 -0.043

0.8360891 0.04 0.0037896

0.043789603

4224 165

0.24743 0.31858

-0.0711

0.7766743 0.059

0.00558966

0.064589665

5184 103

0.28902 0.37328

-0.0843

0.7742693 0.081

0.00767395

0.088673946

LECTURA No

MEDIDOR DE AREA VARIABLE

h6 h8Qr(l/s) Qt(l/s) e(l/s) Cd hp(m.c.a

)Ve^2/2g(m

)Vs^2/2g(m)

154 48

0.13631

0.10159

0.03472 0.745315 0.006

0.00081381

0.005335509

2117 104

0.17656

0.14954

0.02701

0.8469912 0.013

0.00176326

0.011560269

3172 150

0.21932

0.19454

0.02478

0.8870105 0.022

0.00298397

0.019563532

4224 192

0.24743

0.23462

0.01281 0.948222 0.032

0.00434032

0.028456047

5184 138

0.28902 0.2813

0.00772

0.9732947 0.046

0.00623921

0.040905568

LECTURA No

perdida relativa a la energia cinetica o la entrada (k)

VENTURIMETRO PLACA ORIFICO

MEDIDOR DE AREA VARIBLE

1 0.84647283 0.914588371 0.889251492 0.83648283 0.923458836 0.880251673 0.84755283 0.903458835 0.892558734 0.84547883 0.913457830 0.889156535 0.84346283 0.914338837 0.89325144

VENTURIMETRO:

PLACA ORIFICIO:

MEDIDOR DE ÁREA VARIABLE:

Caudal teórico

Caudal real

Caudal teórico

0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

Caudal real

Caudal teórico0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 0.3

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

Caudal real

0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

OBSERVACIONES:

las lecturas realizadas se tomaron con mucha precisión por uno de los integrantes del grupo por lo tanto no me extraña que sea de alta precisión es por ello los errores que se presentaron comprensión del trabajo con la falta de tiempo, y los percances que se presentaron tal vez no se realizó como usted quería se ruega mil disculpas.

CONCLUSIONES:

Así se tendrán los siguientes resultados en las mediciones que se realizaron.

LECTURA No

menor error frente al caudal real

1 placa orificio3 venturimetro3 venturimetro4 area varible5 area varible

para el primer caudal que se puso a circular el que fue mas preciso fue la placa de orifico con un error de 0.0074.

para el segundo caudal que se puso a circular el que fue más preciso en medirlo fue el Venturi metro con un error de 0.0146. y asi sucesivamente como se muestra en el cuadro

Qreal ROTAMETRO ERROR0.136309845 0.138888889 -0.002580.176556709 0.180555556 -0.0040.219317867 0.222222222 -0.0029

0.247432305 0.263888889 -0.01646

0.289018728 0.305555556 -0.01654

la comparación del caudal real frente a las lecturas dadas por el rotámetro son mucho más precisas y continua frente al rotámetro, placa de orificio,venturimetro