USO Y MANEJO DEL BANCO HIDRÁULICO

1. INTRODUCCION

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.

El modulo de servicio F1-10 banco hidráulico provee las facilidades necesarias

para soportar un rango comprensivo de los modelos hidráulicos, el cual es

designado para demostrar aspectos particulares de la teoría hidráulica.

2. OBJETIVOS

1. Realizar una descripción del equipo.

2. Explicar brevemente los requerimientos del equipo.

3. Describir las condiciones de seguridad adecuadas para el uso del equipo.

4. Medir caudales con el banco hidráulico.

3. EQUIPOS A UTILIZAR EN EL ENSAYO

1. F1-10 banco hidráulico

2. Cronómetro

3. Agua

4. DESCRIPCION DEL BANCO HIDRÁULICO

EL Banco Hidráulico está construido de plásticos ligeros resistentes a la

corrosión y está montado sobre ruedas para su movilidad.

La medición volumétrica es integral y se ha elegido con preferencia sobre otros

métodos de medición de flujo, debido a la facilidad de uso, precisión y

seguridad.

El tanque de medición volumétrica ha avanzado para dar cabida a las tasas de

flujo bajo o alto. Un deflector de amortiguación reduce las turbulencias y un

tubo de visualización remota con escala da una indicación instantánea del nivel

del agua dentro del tanque volumétrico.

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.

El agua se extrae del depósito mediante una bomba centrífuga autocebante

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.

5. GENERALIDADES

5.1. REQUERIMIENTOS DEL EQUIPO

1. Este equipo requiere una alimentación eléctrica de 110V, Frecuencia: 60 Hz

2. Un suministro temporal de agua es necesario para llenar el tanque colector.

(Capacidad: 250 litros). La conexión al suministro de agua no es necesaria

cuando el banco está en uso.

3. La conexión temporal de drenaje es necesaria para el vaciado del tanque colector después de su uso. Una manguera flexible debe ser conectada a la válvula de drenaje ubicada en la parte frontal del tanque colector.

4. Es recomendable disponer de 1 a 2 metros alrededor del equipo para un mejor manejo, y así, una mejor utilización.

5. El emplazamiento definitivo deberá estar bien iluminado, con luz natural o bien artificial. Esto proporcionará comodidad, y evitará errores y accidentes.

6. El equipo debe mantenerse en condiciones de 22ºC y 50% de humedad relativa. Fuera del 25% de estas condiciones, el equipo puede deteriorarse. Por ello, se debe evitar lo siguiente:

Dejar el equipo conectado al finalizar un trabajo.

Dejar agua en los recipientes al finalizar un trabajo.

Dejar el equipo expuesto al sol o luz directa excesiva, de forma continua.

Dejar el equipo en ambientes de más del 80% de humedad relativa.

Dejar el equipo en un ambiente químico, salino, de luz directa, calor o ambiente agresivo.

5.2. CONDICIONES DE SEGURIDAD ADECUADAS

Repase antes de la puesta en marcha, la ausencia de riesgos para las personas analizando detalladamente lo siguiente: 1. Que no existen partes móviles desprotegidas.

2. Que no existen contactos eléctricos desprotegidos que puedan ser accesibles.

3. Que no existe riesgo de roturas.

4. Comprobar que todas las conexiones de agua estén bien ajustadas.

5. Que no hay derramamiento de productos peligrosos.

6. Comprobar que la alimentación eléctrica es la adecuada y tiene las protecciones de seguridad idóneas, que la alimentación necesaria del equipo es igual a la alimentación disponible, si dispone de diferencial, si tiene toma de tierra o no, el valor de la toma de tierra y el valor de la tensión.

7. El interruptor de corte esta cerca para poder actuar rápidamente en caso de emergencia.

8. Las equivocaciones normales del alumno, no causen daño.

9. Una vez repasados estos puntos, PROCEDA A PULSAR EL BOTÓN de puesta en marcha y pase a comprobar el funcionamiento.

5.3. ESPECIFICACIONES

Dimensiones

Las dimensiones totales del Banco Hidráulico son las siguientes:

Longitud: 1.13 m

Ancho: 0.73 m

Altura: 1.00 m

Detalles del equipo

Bomba de circulación

Tipo: Centrífuga

Altura máxima: 21 mca

Caudal máximo: 80 lts /min (usando tanque volumétrico)

Potencia del motor: 0.37kw = 0.5 HP

Capacidad del tanque sumidero: 250 lts

Capacidad del tanque volumétrico para caudales alta: 40 lts

Capacidad del tanque volumétrico para caudales: 6 lts

6. OPERACIÓN DEL BANCO HIDRÁULICO

PRECAUCIÓN: Una vez realizada la medición de caudal con el cronómetro, hay que

bajar el accionador de la válvula de vaciado para evitar que tanque sumidero se quede

sin agua y la bomba pueda griparse. Cuando se realice de nuevo otra toma de

tiempos, subiremos el accionador para llenar el tanque volumétrico y una vez

finalizada la medición bajaremos de nuevo el accionador.

Medición del Volumen de Caudal

EL Banco Hidráulico incorpora un tanque de medición volumétrica que se

acomoda para medición de tasas de flujo altas y bajas.

Un indicador de nivel remoto, que consiste en un tubo de observación y la

escala de calibrado está conectado a una toma situada en la base del banco.

La escala está dividida en dos zonas correspondientes al volumen por encima y

por debajo del paso en el banco. Cuando está operando, el tanque volumétrico

se vacía levantando la válvula de vaciado, permitiendo que el agua regrese al

tanque colector.

Cuando el flujo a través del modelo de prueba se ha estabilizado, la válvula de

vaciado se baja reteniendo el agua en el tanque.

Los tiempos son tomados a medida que el nivel del agua se eleva en el tanque.

Las bajas tasas de flujo son controlados en la parte inferior de la escala

correspondiente al volumen pequeño debajo del paso. ( Capacidad: 6 litros)

Las mayores tasas de flujo son monitoreados en la escala superior

correspondiente al tanque principal.(Capacidad: 40 litros).

Cuando las tasas de flujo volumétrico que se van a medir son extremadamente

pequeñas se debe utilizar una probeta en lugar del tanque volumétrico. Cuando

se utiliza el desvío de la probeta del flujo hacia y desde el cilindro deben ser

sincronizados lo más estrechamente posible con el arranque y la parada del

reloj para lograr una alta precisión.

Todas las lecturas de volumen usando el tanque volumétrico deben ser

tomadas con el deflector de amortiguación instalado desde la calibración.

7. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Conecte la bomba.

2. Abra la válvula de vaciado para vaciar el tanque de volumétrico. Cuando este esté vaciado, conecte la bomba y cierre la válvula de vaciado.

3. 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.

4. 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.

5. 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 20 litros en la regla. Así, tendríamos que fluyen 20 litros en por ejemplo 30 segundos (esto es sólo un ejemplo para comprender la toma de medidas).

6. De manera que si esta fuese una medida real, el caudal

8. TABLA DE RECOLECCION DE DATOS Lectura # Volumen inicial

(lts) Volumen final

(lts) Volumen

colectado (lts) Tiempos promedios

registrados (seg)

9. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO

10. TABLA DE PRESENTACION DE RESULTADOS

Lectura # Caudal (l/s) Caudal (l/min) Caudal (gal/min)

Caudal (gal/día)

Caudal (m3/seg)

11. DESEMPEÑOS DE COMPRENSION

1. ¿Cuáles son las fuentes de error?

2. ¿Cuál es la capacidad del banco hidráulico de medir caudales bajos y caudales altos?

3. ¿Qué tipos de aparatos de laboratorio se pueden emplear haciendo uso del banco hidráulico?

4. ¿Cómo determinaría usted el caudal máximo de la bomba?

5. Describa seis factores que deben considerarse cuando se especifique un sistema de medición de flujo.

6. Describa cuatro tipos de medidores de cabeza variable y cómo se utilizan: el tubo Venturi, la boquilla de flujo, el orificio y el tubo de flujo.

7. Describa el rotatómetro de medición de área variable.

8. Describa el tubo de pitot-estático.

9. Mencione y Describa los vertederos que se utilizan para la medición de flujo en canal del banco hidráulico.

10. Describa el término coeficiente de descarga en relación con los medidores de cabeza variable.

11. Defina qué es la carga de presión estática y qué es la carga de presión de velocidad.