Fenomenos De Transporte 6f1f6r

MEDIDORES DE FLUJO- VENTURIMETRO 𝐃𝐚𝐯𝐢𝐝. 𝐄𝐬𝐜𝐨𝐛𝐚𝐫 − 𝐩𝐮𝐥𝐢𝐝𝐨𝟏 * 1. Estudiante. Facultad de Ingeniería. Escuela de metalurgia. 201312348. Fenómenos de transporte. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Tunja-Colombia. *Email: [email protected] Abstract This article discusses regards the procedure for finding the constant discharge venturi and indicate its meaning, find the value of the experimental flow, and make a comparison with the theoretical flow comparing these two. To determine these values, the equipment will be used hydraulic bench with a respective set of weights and venturi available in the laboratory. It is analyzed and the pressure difference between the fluid at low speed ing through an inlet tube and the high velocity fluid ing through a hole of smaller diameter, so that the flow rate is determined is measured and therefore, flow. As shown in Figure [1]. In the development of this report include the importance that the Venturi meter Bernoulli's principle that helps us clarify a number of questions that arise throughout the development of this laboratory. Keywords: Venturi meter, cavitation, Bernoulli's principle, fluid velocity. _____________________________________________________________________________________ 1. Introducción En la industria el trasporte de fluidos es un tema de bastante importancia pero existe ciertos factores a tener en cuenta durante dicho transporte, uno de ellos y el cual examinaremos más a fondo es la cavitación. La cual es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por una arista afilada, produciendo una descompresión del fluido debido a la conservación de la constante de Bernoulli. El Teorema de Bernoulli es el principio físico que implica la disminución de la presión de un fluido en movimiento cuando aumenta su velocidad. El teorema afirma que la energía total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo. Puede demostrarse que, el aumento de la velocidad del fluido debe verse compensado por una disminución de su presión. Ahora, el Efecto Venturi, se podrá producir en una canalización horizontal y de sección variable por la que circula un fluido incompresible, sin viscosidad y si la circulación se lleva a cabo en régimen permanente. De acuerdo con el teorema de Bernoulli, la velocidad en la parte estrecha de la canalización tiene que ser mayor que en la ancha, y por estar ambas a la misma altura, la presión en la parte ancha es mayor que en la estrecha. Por tanto, cuando un fluido incrementa su velocidad sin variar de nivel, su presión disminuye. Esto es aplicable en caudalímetros de orificio, también llamados Venturi, que serán estudiados en este laboratorio, que miden la diferencia de presión entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diámetro, con lo que se determina la velocidad de flujo y, por tanto, el caudal.

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2. Planteamiento del problema La cavitación en la industria es, en la mayoría de los casos, un suceso indeseable. En dispositivos como hélices y bombas, la cavitación puede causar mucho ruido, daño en los componentes y una pérdida de rendimiento. Por lo cual es necesario estudiarla a fondo por medio del venturi para así conocer la forma en la cual se puede reducir el gran parte sus efectos mejorando distintos procesos en el transporte de fluidos o incluso cómo puede afectar este fenómeno un proceso el cual estamos realizando. 3. Materiales y métodos Para la correcta realización de la práctica se utilizó el equipo de banco hidráulico por la cual fluía agua a través de una tubería la cual estaba conectada al venturi. En el momento de hacer fluir el agua por medio de dicho aparato se tomaron los tiempos, las lecturas de diferencias piezometricas en cada columna para cada caso alternando las masas colocadas tomando un total de diez datos por cada columna y los datos se registraron en la tabla 1. Posteriormente con los datos obtenidos se realizaron los cálculos para el numero de Reynolds, el caudal, para la cabeza de presión, cabeza de velocidad y perdida de energía. El montaje para la práctica se muestra en la figura 1.

fig. 1. Montaje venturimetro

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4. resultados y discusión Los datos obtenidos durante la realización de la práctica se presentan a continuación: Tabla 1. Datos de diferencias piezometricas.

Para hallar el caudal (

𝑚3 ), 𝑠

utilizamos la siguiente formula: 𝑄=

(3)(𝑚) 𝑚3 = (𝑡)(𝜌) 𝑠

𝑘𝑔

En donde 𝜌 es la densidad del agua (1000 𝑚3 )

Entonces: 𝑄(1) =

(3)(1.5𝑘𝑔) (62.04𝑠) (1000

𝑘𝑔 ) 𝑚3

= 7,26 × 10−5

Tabla 2. Caudal real

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𝑚3 𝑠

Para hallar 𝑉𝐷 , utilizamos la siguiente formula: El área utilizada es la del punto D = 0.0002011𝑚2 𝑄𝐸𝑥𝑝 𝐴 7,26 × 10−5 𝑚 𝑉𝐷 (1) = = 0,361 2 0,0002011𝑚 𝑠 𝑉𝐷 =

𝑚3 ), 𝑠

Para hallar 𝑄𝑇𝑒𝑜𝑟 𝐴−𝐷 (

utilizamos la siguiente formula:

QTeo ( A D )  A

h A  hD /  ( 2 )( g ) 1 ( AD / AA ) 2

g = 9,8 m/s²

QTeo ( A D )( 1 )  0 , 000201

( 2 )( 9 ,8 )

220190 / 1000 m3  0 , 0001665 1 0,14341234 s

Para hallar Re.

𝑅𝑒 =

𝑉𝐷 × ℎ𝐷 𝜌×𝜇

𝜇 = 0,00000114 (0,467)(190)

𝑅𝑒(1) = (1000)(0,00000114) =65333.3 Para hallar Cd, utilizamos los cálculos hallados anteriormente, y de esta forma tenemos: 𝐶𝑑 =

𝐶𝑑(1)

𝑄𝐸𝑥𝑝 𝑄𝑇𝑒𝑜

𝑚3 𝑠 = 0,47 = 𝑚3 0.0001665 𝑠 7,89 × 10−5

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Tabla 3. Cálculos

ℎ𝑛 − ℎ𝐴 𝜌 𝑉𝐷2 (2)(𝑔)

𝐵(1)

220 − 218 1000 = = −0,2535 0,39312 (2)(9,8)

Para calcular la cabeza de velocidad en (m), utilizamos la siguiente formula: 𝑉𝑛 =

𝑉𝐴(1)

𝑚3 0,00009 𝑠 𝑚 = = 0,1367 2 0,000531𝑚 𝑠

Para hallar las pérdidas de energía, usamos la siguiente formula:

𝐴 − 𝐵(1)

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ℎ𝐴 − ℎ𝐵 𝜌 = 𝑉𝐴2 (2)(𝑔)

𝑄𝐸𝑥𝑝 𝐴

Tabla 4. Cálculos de distribución ideal de presiones.

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5. análisis de resultados A partir de los cálculos realizados y la tabla 4. Se puede analizar que la distribución de presión disminuye a medida que el flujo pasa por la garganta es decir cuando el diámetro de la tubería disminuye, es decir se podría decir que el diámetro es directamente proporcional a la presión que ejerce el fluido. Podemos también analizar que la cabeza de velocidad aumenta proporcionalmente a medida que el diámetro disminuye, son inversamente proporcionales.

6. Conclusiones



se puede concluir a partir de los cálculos realizados que A la izquierda de todas la lecturas se

representa el comportamiento real de la distribución de la presión y A la derecha se representa el comportamiento ideal de la distribución de la presión y no depende de las lecturas Piezométricas o datos experimentales. 

Se reconoció y practicó el manejo del Venturimetro, logrando así establecer cuál es su aplicación en el aforo de los fluidos en movimiento.



Se hallo el valor experimental, y se compararon con los resultados teóricos llegando así, a una aproximación a estos.



La aplicación de las ecuaciones de energía y continuidad son de vital importancia para la obtención de resultados, al igual que se establece una gran relación de estas con el experimento. 7. Referencias

[1] https://es.idoub.com/document/234023660/fluidos-informe-tubo-de-venturi-docx [2] http://es.slideshare.net/jeurgenalexander/reporte-5-de-hidraulica [3] https://avdiaz.files.wordpress.com/2008/10/presentacion1.pdf [4] http://es.slideshare.net/juanetut/practica-de-laboratorio-no-14-el-medidor-de-venturi-presentation [5] http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_2668_C.pdf

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Cuestionario 0. ¿Qué sugerencias harían para mejorar el aparato? R// Tener un conocimiento por lo menos básico para un mayor entendimiento respecto a la práctica experimental. De acuerdo con la ecuación de Bernoulli si se cumple en su totalidad que es obtener un fluido ideal es decir que no presente viscosidad ni tampoco rozamiento, no habría necesidad de cambiar el aparato. 2. ¿Cuál sería el efecto en los resultados si el venturímetro no estuviera horizontal? ¿Habría que hacer corrección a las lecturas del piezómetro si la escala de medida estaba montada con su eje vertical? R// El efecto sería que el fluido tendría menor posibilidad de fluir por tanto los resultados obtenidos serían menores. No habría que hacer corrección en dichas lecturas ya que estas se generan de acuerdo a las posiciones en que se coloque el Venturimetro. 3. Usando el valor de C obtenido experimentalmente, determine el diámetro de la garganta del Venturi que mediría un flujo de 0.4 m3/s en una tubería de 0.6 m de diámetro con una cabeza del diferencial de (0.37m aproximadamente) R// Ver cálculos anteriores

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