CARRERA DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

ASIGNATURA: MECANICA DE FLUIDOS TEMA: EL MEDIDOR DE VENTURIALUMNOS: FARFA CRUCINTA THOMAS LUNA DURAN ALEX NUEZ CRUZ, JUAN CARLOS CICLO : VDOCENTE : SALVADOR GUTIERRES BEATRIZ LUISA UNTELS

INTRODUCCION

Estainvestigacintiene comoobjetivoprincipal estudiar el efecto, funcionamiento y las aplicaciones tecnolgicas del Tubo Venturi, del cual su invencin data de los aos 1.800, donde su creador luego de muchos clculos ypruebaslogr disear un tubo para medir el gasto de un fluido, es decir la cantidad de flujo por unidad detiempo.Principalmente sufuncinse bas en esto, y luego con posterioresinvestigacionespara aprovechar las condiciones que presentaba el mismo, se llegaron a encontrar nuevas aplicaciones como la de crear vaco a travs de la cada depresin.El Tubo Venturi es una tubera corta, recta o garganta, entre dos tramos cnicos. Luego otro cientfico mejor estediseo, deduciendo las relaciones entre las dimensiones y los dimetros para aspoderestudiar y calcular un Tubo Venturi para una aplicacin determinada.El estudiante o cientfico que conozca los fundamentos bsicos y aplicaciones que se presentan en estetrabajodebe estar en capacidad para calcular un tubo para sus propias aplicaciones y as aumentar su uso en el mundo real y tecnolgico as como con investigaciones y nuevos diseos mejorar su fundamento y crear nuevos usos de acuerdo a sus necesidades.

MARCO TEORICOEL TUBO DE VENTURIDEFINICION:El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una prdida de presin al pasar por l un fluido. En esencia, ste es una tubera corta recta, o garganta, entre dos tramos cnicos. La presin vara en la proximidad de la seccin estrecha; as, al colocar un manmetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la cada de presin y calcular el caudal instantneo, o bien, unindola a un depsito carburante, se puede introducir este combustible en la corriente principal.Las dimensiones del Tubo de Venturi paramedicinde caudales, tal como las estableci Clemens Herschel, son por lo general las que indica la figura 1. La entrada es una tubera corta recta del mismo dimetro que la tubera a la cual va unida. El cono de entrada, que forma el ngulo a1, conduce por una curva suave a la garganta de dimetro d1. Un largo cono divergente, que tiene un ngulo a2, restaura la presin y hace expansionar el fluido al pleno dimetro de la tubera. El dimetro de la garganta vara desde un tercio a tres cuartos del dimetro de la tubera.

La presin que precede al cono de entrada se transmite a travs de mltiples aberturas a una abertura anular llamada anillo piezomtrico. De modo anlogo, la presin en la garganta se transmite a otro anillo piezomtrico. Una sola lnea de presin sale de cada anillo y se conecta con un manmetro o registrador. En algunos diseos los anillos piezomtrico se sustituyen por sencillas uniones de presin que conducen a la tubera de entrada y a la garganta.La principal ventaja del Venturi estriba en que slo pierde un 10 - 20% de la diferencia de presin entre la entrada y la garganta. Esto se consigue por el cono divergente que desacelera la corriente.

Es importante conocer la relacin que existe entre los distintos dimetros que tiene el tubo, ya que dependiendo de los mismos es que se va a obtener la presin deseada a la entrada y a la salida del mismo para que pueda cumplir la funcin para la cual est construido.Esta relacin de dimetros y distancias es la base para realizar los clculos para laconstruccinde un Tubo de Venturi y con los conocimientos del caudal que se desee pasar por l.

Deduciendo se puede decir que un Tubo de Venturi tpico consta, como ya se dijo anteriormente, de una admisin cilndrica, un cono convergente, una garganta y un cono divergente. La entrada convergente tiene un ngulo incluido de alrededor de 21, y el cono divergente de 7 a 8. La finalidad del cono divergente es reducir la prdida global de presin en el medidor; su eliminacin no tendr efecto sobre el coeficiente de descarga. La presin se detecta a travs de una serie de agujeros en la admisin y la garganta; estos agujeros conducen a una cmara angular, y las dos cmaras estn conectadas a un sensor de diferencial de presin.La tablamuestralos coeficientes de descarga para los Tubos Venturi, segn lo establece la American Society of Mechanical Engineers. Los coeficientes de descarga que se salgan de loslmitestabulados deben determinarse por medio de calibraciones por separado.Coeficientes ASME para tubos Venturi

FUNCIONAMIENTO DEL TUBO DE VENTURI

En el Tubo de Venturi el flujo desde la tubera principal en la seccin 1 se hace acelerar a travs de la seccin angosta llamada garganta, donde disminuye la presin del fluido. Despus se expande el flujo a travs de la porcin divergente al mismo dimetro que la tubera principal. En la pared de la tubera en la seccin 1 y en la pared de la garganta, a la cual llamaremos seccin 2, se encuentran ubicados ramificadores de presin. Estos ramificadores de presin se encuentran unidos a los dos lados de un manmetro diferencial de tal forma que la deflexin h es una indicacin de la diferencia de presin p1 p2. Por supuesto, pueden utilizarse otros tipos de medidores de presin diferencial.La ecuacin de la energa y la ecuacin de continuidad pueden utilizarse para derivar la relacin a travs de la cual podemos calcular lavelocidaddel flujo. Utilizando las secciones 1 y 2 en la frmula 2 como puntos de referencia, podemos escribir las siguientesecuaciones:

(1)

(2)Q = A1.v1 = A2.v2 2

Estas ecuaciones son vlidas solamente para fluidos incomprensibles, en el caso de los lquidos. Para el flujo degases, debemos dar especialatencina la variacin del peso especfico g con la presin. La reduccin algebraica de las ecuaciones 1 y 2 es como sigue:

Pero. Por consiguiente tenemos,

(3)

Se pueden llevar a cabo dos simplificaciones en este momento. Primero, la diferencia de elevacin (z1-z2) es muy pequea, aun cuando el medidor se encuentre instalado en forma vertical. Por lo tanto, se desprecia este trmino. Segundo, el termino hl es la perdida de la energa del fluido conforme este corre de la seccin 1 a la seccin 2. Elvalorhl debe determinarse en forma experimental. Pero es ms conveniente modificar la ecuacin (3) eliminando h1 e introduciendo un coeficiente de descarga C:

(4)

La ecuacin (4) puede utilizarse para calcular la velocidad de flujo en la garganta del medidor. Sin embargo, usualmente se desea calcular la velocidad de flujo delvolumen.Puesto que, tenemos:

(5)

El valor del coeficiente C depende del nmero de Reynolds del flujo y de lageometrareal del medidor. La figura 2 muestra una curva tpica de C versus nmero de Reynolds en la tubera principal.

La referencia 3 recomienda que C = 0.984 para un Tubo Venturi fabricado o fundido con las siguientes condiciones:

(En la tubera principal)

APLICACIONES A LA INGENIERIA MECANICADado que la mayora de las aplicaciones de los instrumentos de medicin de caudales se hacen con tubos Venturi, se vern con ms detalle que los dems, pues el uso de tubos Venturi est mucho ms plasmado en muchas ms reas como industrias, mecnica, y ahorro de energa; mientras que los medidores de placa orificio y de tobera de flujo son usados mayoritariamente para, valga la redundancia, medir caudales.Tubo VenturiEL uso de los tubos Venturi es variado. Este puede servir en mecnica, maquinaria industrial, laboratorios etc.Por ejemplo, se usan tubos Venturi aprovechando el efecto, estudiado anteriormente, de provocar diferencias elevadas de presin. Dentro de las aplicaciones para el tubo Venturi, se encuentra su gran uso en mecnica automotriz, donde los tubos Venturi forman parte del carburador del auto. Tema desarrollado a continuacin1. El carburador. Preparador de la Mezcla.Es bien sabido que un auto requiere de combustible para funcionar. Sin embargo, el combustible debe mezclarse con aire para producir la combustin dentro de los pistones. La gasolina es llevada desde el estanque donde mediante unabomba de alimentacin*.En la figura 4.1 se muestra el sistema de bomba de alimentacin. Este puede variar segn el tipo de motor, pero por lo general est conformada por los elementos que se muestran.

BOMBA DE ALIMENTACIN. Fuente:(Mecnica del Automvil)Una vez que el combustible es inyectado por la bomba de alimentacin, sta sale hacia elcarburador.El carburador es el sistema de regulacin de mezcla y de cantidad de mezcla que ser utilizada en los cilindros del motor. Es lgico pensar que si entregamos ms mezcla a los cilindros, la combustin genera ms potencia y vice versa. Pero es necesario entregar la mezcla justa de manera que no se detenga el motor. La razn entre aire y combustible en los motores debe ser alrededor de 10.000 litros de aire por uno de gasolina, que adems debe estar libre de impurezas que puedan afectar negativamente la combustin.Cuando la proporcin es mayor, se dice que la mezcla es demasiado rica y cuando es ms baja, se dice que la mezcla es pobre.Un carburador se compone bsicamente de CUBA, SURTIDOR, DIFUSOR.Cuba:El depsito llamado cuba (figura 4.2) sirve para mantener constante el nivel de gasolina en el carburador, el cual es a su vez alimentada por la bomba de alimentacin.Este nivel constante se mantiene gracias a un flotador con aguja que abre o cierra el conducto de comunicacin de la alimentacin entre la cuba y el depsito de gasolina.Surtidor:Es un orificio al final del conducto que conecta la cuba con el conducto de aire (ver figura 4.2), donde se lleva a cabo la mezcla que va a parar a los cilindros. Adems de este surtidor, est el surtidor de ralent, que mantiene enviando combustible para mezclarlo con el aire de manera de no apagar el motor cuando no est en marcha.Difusor:El conducto de aire es el ya estudiado tubo Venturi. La idea es que el estrechamiento de ste genera una diferencia de presin que saca combustible de la cuba para mezclarlo con el aire. El aire, que es impulsado dentro del tubo, es provocado por los pistones durante el tiempo de admisin de mezcla( succin de aire) entra a travs del colector de admisin que a su vez contiene un filtro ( tpicamente de papel) que elimina las impurezas el aire para que, al ser mezclado con el combustible, la mezcla sea ms pura. A la altura del difusor, entonces, se realiza la mezcla que va a ser combustionada.Si se quiere aumentar la potencia, el conductor pisa el acelerador abriendo ms la vlvula de mariposa, dejando pasar ms mezcla.En la figura 4.2 se muestra un esquema bsico de un carburador.

MATERIALES

Manguera transparente de Tubo 3/4Tubo en T

Tubo para agua caiente de 1/2 Compresora con medidor soporte para tubos

pegamento Acople de a 3/4

PROCEDIMIENTOS

Para el proyecto tuvimos que usar el pegamento para unir los tubos en la T y luego, usar los acopladores y unir los tubos ms delgados de . Luego volvimos a unir el tubo delgado con el grueso mediante los acoples. En la parte inferior de los tubos en T pegamos nuevamente los acoples y unimos la manguera delgada de 1/2.Proceder a justar asea la madera con los soportes y esperamos que seque el pegamento Echar agua a la manguera y procurar que tenga un nivel estable para proceder con el proyecto. Echamos aire en un lado del medidor de Venturi y obsedamos que el nivel del agua cambia.OBSERBAMOS Que en la parte con mayor dimetro se produce una mayor porcin ante el tubo con menor dimetro

DESARROLLO DEL TRABAJO

DATOS:DMayor=2,5x------------area=4,908Dmenor=1,3x------------area=1,327Psalida=VERNILLYQ=

Hallamos diferencia de alturas de las superficies en los lquidosQ=; A1=; A2=Si Q=AxVv1=; v2=POR TEOREMA DE VENTURI

Reemplazando:

Pas

APLICANDO NANOMETRIA:

REEMPLAZANDO VALORES

l es la distancia de separacion de las alturas en los fluidos aplicando presin mediante el tubo de Venturi

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