Proyecto Tubo Venturi

8/18/2019 Proyecto Tubo Venturi

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Alumno:

Barrios Méndez Arnaldo Abel

Carrera:

Ingeniería de Sistemas

Docente:

Eduardo Huertas Quiroz

2013

P!B"EM A


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¿Cómo Construir un tubo Venturi, con materiales accesible. Para calcular el caudal

de flujo y conocer su funcionamiento y aplicación?

HIP!#ESIS

s factible el dise!o, construcción y e"aluación del funcionamiento del tubo Venturi

! B$E #I% !S

• #ecopilar toda la información posible acerca de la in"esti$ación en

cuestión.

•

%rdenar la información obtenida del tema de la in"esti$ación.

• &ise!o y construcción del tubo Venturi.

• #eali'ar pruebas del funcionamiento al mismo.

• fectuar recomendaciones para futuros proyectos. &eterminar el $asto de

flujo circulante por el tubo Venturi (plicación del principio de )ernoulli.

M AC! #E&IC!S '

Cuando el fluido fluye por el dispositi"o ocurren p*rdidas de ener$+a ue trae como

consecuencia una disminución de la presión, por ello se reali'ó la

in"esti$ación de dic-o tema, asimismo obtener el caudal circulante por el tubo

Venturi. Para la comprensión de *ste debemos nombrar los si$uientes aspectos

DE (I )I CI& ) DE #* MI )! S B +SI C! S

Caudal'

n din/mica de fluidos, caudal es la cantidad de fluido ue pasa por

determinado elemento en la unidad de tiempo. ormalmente se identifica con el flujo

"olum*trico o "olumen ue pasa por un /rea dada en la unidad de tiempo.

Presi,n'

uer'a ejercida por un l+uido, o por un $as, sobre cada cm2, o cada m2, de

la superficie de un sólido con el ue est/ en contacto.

Presión (bsoluta.


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s la presión de un fluido medido con referencia al "ac+o perfecto o cero

absolutos. a presión absoluta es cero nicamente cuando no e4iste c-oue entre

las mol*culas.

Presi,nManométrica

.5on normalmente las presiones superiores a la atmosf*rica, ue se mide por

medio de un elemento ue se define la diferencia entre la presión ue es

desconocida y la presión atmosf*rica ue e4iste.

Vac+o.

5e refiere a presiones manom*tricas menores ue la atmosf*rica, ue

normalmente se miden, mediante los mismos tipos de elementos con ue se miden

las presiones superiores a la atmosf*rica, es decir, por diferencia entre el "alor

desconocido y la presión atmosf*rica e4istente.

2. 6edición de caudales superiores a un 708 a los obtenidos por el diafra$ma

para la misma presión diferencial e i$ual di/metro de tuber+a.

3. l Venturi reuiere un tramo recto de entrada m/s corto ue otros elementos

primarios.

9. acilidad para la medición de flujo de l+uidos con sólidos en suspensión.

luido :ncomprensible.

s auel en el cual la densidad de una parcela no es afectada por cambios

de presión isot*rmicos, es decir, ue no se puede comprimir.

Velocidad.

#itmo de mo"imiento ue se e4presa como la distancia recorrida en unaunidad de tiempo, por ejemplo Velocidad ; &istancia sobre


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por *l un fluido. n esencia, consta de una tuber+a corta recta, o $ar$anta, entre dos

tramos cónicos.

a presión "ar+a en la pro4imidad de la sección estrec-a> as+, al colocar un

manómetro ó instrumento re$istrador en la $ar$anta se mide la ca+da de presión y-ace posible calcular el caudal instant/neo=.

A-licaciones de la ecuaci,n de Bernoulli'

C.imenea

as c-imeneas son altas para apro"ec-ar ue la "elocidad del "iento es m/s

constante y ele"ada a mayores alturas. Cuanto m/s r/pidamente sopla el "iento

sobre la boca de una c-imenea, m/s baja es la presión y mayor es la diferencia

de presión entre la base y la boca de la c-imenea, en consecuencia, los $ases de

combustión se e4traen mejor.

#ubería

a ecuación de )ernoulli y la ecuación de continuidad tambi*n nos dicen ue si

reducimos el /rea trans"ersal de una tuber+a para ue aumente la "elocidad

del fluido ue pasa por ella, se reducir/ la presión.


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)ataci,n

a aplicación dentro de este deporte se "e reflejada directamente cuando las

manos del nadador cortan el a$ua $enerando una menor presión y mayor propulsión.

Mo/imiento de una -elota o bal,n con e0ecto

5i lan'amos una pelota o un balón con efecto, es decir rotando sobre s+ mismo,se des"+a -acia un lado.


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Carburador de autom,/il

n un carburador de automó"il, la presión del aire ue pasa a tra"*s del cuerpo

del carburador, disminuye cuando pasa por un estran$ulamiento. (l disminuir la

presión, la $asolina fluye, se "apori'a y se me'cla con la corriente de aire.

(lu1o de 0luido desde un tan2ue

a tasa de flujo est/ dada por la ecuación de )ernoulli.

Dis-ositi/os de %enturi

n o4i$enoterapia, la mayor parte de sistemas de suministro de d*bito

alto utili'an dispositi"os de tipo Venturi, el cual est/ basado en el principio de

)ernoulli.


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Calculo de la -resi,n en el interior de un lí2uido en re-oso'

a presión en un fluido es la pr e s i ón t ermodin/mica ue inter"iene en la

ec u a ci ó n c on s tit u ti " a y en la ec u a c i ón de m o " im ie n t o del fluido, en al$unos

casos especiales esta presión coincide con la presión media o incluso con la

presión -idrost/tica.

(plicando la ecuación de )ernoulli a los puntos 1@ y 2@

&e esto se concluye ue lo tratado en -idrost/tica constituye casos

especiales de la ecuación de )ernoulli.

#eorema de #orricelli'

Permite determinar la "elocidad con ue sale un l+uido por un orificio

lateral de un recipiente, a una profundidad - con respecto a la superficie libre del

l+uido.

l teorema de


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flujo de un l+ u i do contenido en un recipiente, a tra"*s de un peue!o or i ficio ,

bajo la acción de la $ r a " e d a d . ( partir del teorema de < orr i c el li se puede

calcular el caudal de salida de un l+uido por un orificio. =a "elocidad de un

l+uido en una "asija abierta, por un orificio, es la ue tendr+a un cuerpocualuiera, cayendo libremente en el "ac+o desde el ni"el del l+uido -asta el

centro de $ra"edad del orificio=

Donde:

(Es l a vel o ci dad t eórica del líquido a la salida del orificio.) (Es la velocidad de

aproximación.)

(Es l a d i s tan ci a d esde la superficie del líquido al centro del orificio.)

(Es l a a cele r a ci ón d e l a g r a ve da d .)

Para "elocidades de apro4imación bajas, la mayor+a de los casos, la e4presión

anterior se transforma en

Donde:

(Es la velocidad real media del líquido a la salida del orificio)

(Es el coeficiente de velocidad. Para cálculos preliminares en aberturas

de pared delgada puede admitirse 0,! en el caso más desfavorable.)


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l ca u d a l o "olumen del fluido ue pasa por el orificio en un tiempo, , puede

calcularse como el producto de, el /rea real de la sección contra+da, por , la

"elocidad real media del fluido ue pasa por esa sección, y por consi$uiente

se puede escribir la si$uiente ecuación

Donde:

("epresenta la descarga ideal que #abría ocurrido si no estuvieran presentes l a

f r ic c i ón $ la c on t r a c c i ó n .)

(Es el coeficiente de contracción de la vena fluida a la salida del orificio. %u significado

radica en el cambio brusco de sentido que deben reali&ar las partículas de la

pared interior próximas al orificio. Es la relación entre el área contraída $ la del

orificio . %uele estar en torno a 0,'!.)(Es el coeficiente por el cual el valor ideal de descarga es multiplicado para

obtener el valor real, $ se conoce como coeficiente de descarga. umricamente

es igual al producto de los otros dos coeficientes.)

l coeficiente de descar$a "ariar/ con la car$a y el d i/ m et ro del

orificio. 5us "alores para el a $ ua -an sido determinados y tabulados por

numerosos e4perimentadores. &e forma orientati"a se pueden tomar "alores

sobre. (s+ se puede apreciar la importancia del uso de estos coeficientes

para obtener unos resultados de caudal aceptables.

E0ecto %enturi'

l efecto Venturi tambi*n conocido tubo de Venturi, consiste en ue un

fluido en mo"imiento dentro de un conducto cerrado disminuye su

pr e s i ón a l aumentar la " el o ci d a d despu*s de pasar por una 'ona de sección

menor. 5i en este punto del conducto se introduce el e4tremo de otro conducto,se produce una aspiración del fluido contenido en este se$undo conducto. ste

efecto, demostrado en 1ABA, recibe su nombre del f+sico italiano i o " a nni

) atti s t a V e n t u ri 1A97D1E22@.

l e f e c to V e n tu r i s e e 4 p l i c a p o r e l P r i n ci p i o d e ) e rn ou l l i y el

pr in ci p i o d e c on ti nu i d a d de masa. 5i el caudal de un fluido es constante pero

la sección disminuye, necesariamente la "elocidad aumenta tras atra"esar

esta sección. Por el teorema de l a ener$+a si la e n e r $ + a ci n * ti c a a umenta, la

ener$+a determinada por el "alor de la presión disminuye for'osamente.

AP"ICACI!)ES DE" E(EC#! %E)#3I

http://es.wikipedia.org/wiki/Caudalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Caudalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Contracci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A1metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A1metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Giovanni_Battista_Venturihttp://es.wikipedia.org/wiki/Giovanni_Battista_Venturihttp://es.wikipedia.org/wiki/Giovanni_Battista_Venturihttp://es.wikipedia.org/wiki/Giovanni_Battista_Venturihttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoullihttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoullihttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoullihttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Principio_de_continuidad&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Principio_de_continuidad&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Principio_de_continuidad&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Principio_de_continuidad&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=De_la_energ%C3%ADa&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Caudalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Contracci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A1metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Giovanni_Battista_Venturihttp://es.wikipedia.org/wiki/Giovanni_Battista_Venturihttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoullihttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Principio_de_continuidad&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Principio_de_continuidad&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=De_la_energ%C3%ADa&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9tica


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Hi d r á u lic a'

a depresión $enerada en un estrec-amiento al aumentar la "elocidad del fluido,

se utili'a frecuentemente para la fabricación de m/uinas ue proporcionan

aditi"os en una conducción -idr/ulica. s muy frecuente la utili'ación de esteefecto =Venturi= en los me'cladores del tipo F para a!adir espumó$eno en una

conducción de a$ua para la e4tinción.

A e r o n á u tic a .

(unue el efecto Venturi se utili'a frecuentemente para e4plicar la sustentación

producida en alas de a"iones el efecto Venturi por s+ solo no es suficiente

para e4plicar la sustentación a*rea. n la sustentación inter"ienen adem/s el

principio de )ernoulli en "irtud del cual el aire aduiere mayor "elocidad al pasar

por la re$ión m/s con"e4a del ala de un a"ión. a tercera ley de eGton est/

tambi*n in"olucrada en este principio. (dem/s, se utili'a este tubo para pro"eer

succión a los instrumentos ue trabajan con "ac+o, Coord i n a dor d e $ i r o ,

H or i ' on t e a r ti fici a l, e tc.@ en los a"iones ue no est/n pro"istos de bombas

mec/nicas de "ac+o.

A i rs of t .

as r*plicas usadas en *ste jue$o suelen incluir un sistema llamado H op I p

ue pro"oca ue el bal+n sea proyectado reali'ando un efecto circular, lo

ue aumenta el alcance efecti"o de la r*plica.

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%A1ulicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%A1ulicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%A1ulicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aeron%C3%A1uticahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Coordinador_de_giro&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Coordinador_de_giro&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Coordinador_de_giro&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Coordinador_de_giro&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Coordinador_de_giro&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Airsofthttp://www.airsoftodo.es/18.html%7Chttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%A1ulicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aeron%C3%A1uticahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Coordinador_de_giro&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Coordinador_de_giro&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Airsofthttp://www.airsoftodo.es/18.html%7C


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M o t or.

l ca rbu r a dor a spira el carburante por efecto Venturi, me'cl/ndolo con el aire

fluido del conducto principal@, al pasar por un estran$ulamiento.

Hogar

.

n los euipos o'onificadores de a$ua, se utili'a un peue!o tubo Venturi para

efectuar una succión del o ' ono ue se produce en un depósito de "idrio, y as+

me'clarlo con el flujo de a$ua ue "a saliendo del euipo con la idea de destruir

las posibles bacterias pató$enas y de desacti"ar los "irus y otros

microor$anismos ue no son sensibles a la desinfección con cloro.

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Ca r d i o log ía .

l efecto Venturi se utili'a para e4plicar la re$ur$itación mitral ue se puede

dar en la miocardiopat+a -ipertrófica, y ue es causa de muerte sbita en

deportistas. a e4plicación es ue el mo"imiento sistólico anterior 65(@ ue

reali'a la "al"a anterior de la "/l"ula mitral, se produce porue la -ipertrofia

septal y el estrec-amiento del tracto de salida pro"ocan una corriente de alta

"elocidad sobre la "/l"ula mitral, ue debido al efecto Venturi, succiona el

e4tremo de la "al"a anterior contra el septo, ue impide la salida de san$re,

por lo ue re$ur$ita -acia la aur+cula i'uierda.

N e u m o l og ía .

l efecto Venturi se utili'a en m/scaras para la administración de

concentraciones e4actas de o4+$eno, se denominan m/scaras de Venturi o

VentimasK. ( medida ue el o4+$eno entra en la m/scara a tra"*s de un

c-orro estrec-o, lle"a consi$o un flujo constante de aire ue penetra por los

orificios circundantes.

http://es.wikipedia.org/wiki/Cardiolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cardiolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Neumolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Neumolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Neumolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cardiolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Neumolog%C3%ADa


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O do n t o l og ía.

l sistema de aspiración de s a li " a e n los e u i pos d e n tale s a nti$uos se

utili'aba tubos finos

Venturi. (-ora la aspiración est/ m o t o r i ' a d a .

4'5'6 #ubo %enturi

In tubo de Venturi es un dispositi"o inicialmente dise!ado para medir la

"elocidad de un fluido apro"ec-ando el efecto Venturi. 5in embar$o, al$unos

se utili'an para acelerar la "elocidad de un fluido obli$/ndole a atra"esar un

tubo estrec-o en forma de cono. stos modelos se utili'an en numerosos

dispositi"os en los ue la "elocidad de un fluido es importante y constituyen la

base de aparatos como el c a rbur a dor.

a aplicación cl/sica de medida de "elocidad de un fluido consiste en

http://es.wikipedia.org/wiki/Odontolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Odontolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Salivahttp://es.wikipedia.org/wiki/Salivahttp://es.wikipedia.org/wiki/Equipo_dentalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Motorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carburadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Odontolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Salivahttp://es.wikipedia.org/wiki/Equipo_dentalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Motorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carburador


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un tubo formado por dos secciones cónicas unidas por un tubo estrec-o en el

ue el fluido se despla'a consecuentemente a mayor "elocidad. a

presión en el tubo Venturi puede medirse por un tubo "ertical en forma de

I conectando la re$ión anc-a y la canali'ación estrec-a. a diferencia de

alturas del l+uido en el tubo en I permite medir la presión en ambos puntos y

consecuentemente la "elocidad.

Cuando se utili'a un tubo de Venturi -ay ue tener en cuenta un

fenómeno ue se denomina ca " it a ci ó n . ste fenómeno ocurre si la presión

en al$una sección del tubo es menor ue la presión de "apor del fluido. Para

este tipo particular de tubo, el ries$o de ca"itación se encuentra en la

$ar$anta del mismo, ya ue au+, al ser m+nima el /rea y m/4ima la "elocidad,la presión es la menor ue se puede encontrar en el tubo. Cuando ocurre la

ca"itación, se $eneran burbujas localmente, ue se trasladan a lo lar$o del

tubo. 5i estas burbujas lle$an a 'onas de presión m/s ele"ada, pueden

colapsar produciendo as+ picos de presión local con el ries$o potencial de

da!ar la pared del tubo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Cavitaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cavitaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cavitaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cavitaci%C3%B3n


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ME#!D!"!7IA DE "A I)%ES#I7ACI&)

a metodolo$+a empleada en esta in"esti$ación se basó en recopilar información

biblio$r/fica e :nternet, aunada a conocimientos pre"ios y asesoramiento docente

para la elaboración de *ste proyecto.

E8PEIME)#ACI!)

Determinar

l medidor de Venturi de la fi$ura, tiene un di/metro de 20 cm en la parte anc-a y

10 cm el estrec-amiento. 5i la presión del a$ua en la parte anc-a es de 2,E K$Jcm2 yen el estrec-amiento

1,3 K$Jcm2

a@ a rapide' del a$ua en la parte anc-a y estrec-amientob@ l caudal en lJsc@ a diferencia de presiones entre la parte anc-a y estrec-amientod@ a diferencia de alturas -@ entre las columnas de mercurio de tubo en I

a) Aplicando la ecuación del medidor de Venturi, tenemos:


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A)+"ISIS E I)#EPE#ACI&) DE "!SES3"#AD!S

ue$o de la construcción artesanal del tubo Venturi se procedió a

comprobar su funcionamiento obteni*ndose as+ resultados esperados en los

cuales la presión disminu+a en el tramo de sección di"er$ente, debido a la

reducción del di/metro y debido a esto el aumento de la "elocidad del fluido. 5e


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determinó de i$ual manera el $asto por la diferencia de presión e4istente entre un

punto en el tramo con"er$ente y otro punto en la $ar$anta del Venturi aplicando

tambi*n el principio de )ernoulli.

C!)C"3SI!)E S

5e puede decir ue el


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