LABORATORIO DE HIDRAULICA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

MECANICA DE FLUIDOS II

SISTEMA DE MEDICION DEL FLUJO

1. OBJETIVOSa. Familiarizarse con los dispositivos de medición de flujo (venturimetro,

caudalimetro (rotámetro) y le medidor de orificio) que se encuentra en el equipo

b. Realizar medidas de flujo observando el fundamento de cada medidor.c. Determinar las pérdidas que se produce en cada medidor usado.d. Demostrar el funcionamiento y las características de tres tipos básicos de

medidores de flujo.e. Calcular y comparar las caídas de presión en cada medidor de flujo.

Muchos dispositivos se encuentran disponibles para la medición del flujo que pasa por una sección cualquiera. Algunos de ellos miden la velocidad de flujo en forma directa, mientras que otros miden la velocidad promedio del flujo el cual puede convertirse e velocidad de flujo utilizando la ecuación de continuidad Q=V*A. asimismo, algunos de ellos proporcionan mediciones primarias directas, mientras que otros requieren calibración o la aplicación de un coeficiente de descarga a la salida observada del dispositivo. La forma de la salida del medidor de flujo también varía en forma considerable de un tipo a otro. La indicación puede ser una presión, un nivel de líquido, un contador mecánico, la posición de un indicador en la corriente del flujo, una señal eléctrica continua o una serie de pulsos eléctricos.

2. MARCO TEORICO

Se entiende como medidor diferencial a aquel cuyos principios de medición infieren en el resultado final.

Los medidores de presión se identifican, por la característica de su elemento primario, en el cual se crea una diferencia o caída de presión que depende de la velocidad y densidad del flujo. Esta diferencia es medida por un segundo elemento llamado secundario. En este caso se tiene los siguientes medidores de flujo:

El venturimetroEl rotámetrola placa de orificio

3. VENTURIMETRO

El tubo de ventura fue creado por el físico e inventor Giovani Ventura (1746 – 1822). Fue profesor e las ciudades de Modena y Pasiva. Realizo estudios referidos a la óptica, calor e hidráulica. En este ultimo campo desarrollo el medidor diferencial de presión que lleva su nombre, según el cual es un medidor que permite medir el gasto del fluido, a partir de una diferencia d presión entre el ligar por donde entra corriente y el punto, calibrable, de minima sección del tubo, en donde su parte ancha final actua como difusor.

Esquema:

4. PLACA ORIFICIO O DIAFRACMA

La placa orificio o diagrama consiste en una placa perforada instalada dentro de un ducto. Dos tomas conectadas en la parte interior y posterior de la placa captan la presión diferencial, que es proporcional al cuadrado del caudal que circula dentro de este. El esquema de la placa orificio y la distribución de las tomas se muestran en la figura 3

En cualquier sistema hidráulico practico tienen lugar perdidas de carga, pero conviene ignorarlas al obtener expresiones de las ecuaciones en estos aparatos y luego corregir los resultados teóricos obtenidos, multiplicándolos por un coeficiente experimental para evaluar los efectos de las perdidas de energía

Para medir este flujo se aplica la ecuación de Bernoulli:

Ahora bien, para el medidor de venturi y placa de orificio z1=z2, por lo que la ecuación básica de Bernoulli se reduce a:

De la ecuación de continuidad se tiene:

Por consiguiente se obtiene:

Los valores de Cd son:

Medidor de venturi Cd: 0.98

Placa de orificio Cd: 0.63

5. EQUIPO A UTILIZAR EN EL ENSAYOa. Banco hidráulico, multímetrob. Sistema de medición de flujo FME18. Nivel de manoc. Aguad. cronometro

6. GENERALIDADESa. DESCRIPCION DEL EQUIPO

El accesorio consiste en un venturimetro, un medidor de área variable y una placa de orificio. Hay varias tomas de presión conectadas a un panel de ocho tubos, el cual se conectara al banco hidráulico con una entrada de agua presurizada.

El accesorio se debe colocar sobre el banco hidráulico en la parte superior. El medidor de venturi, medidor de área variable y el medidor de orificio están instalados en una configuración en serie para permitir una comparación directa.

La valvula de control de flujo, perite varias la velocidad de flujo a través del circuito y su ajuste en unión con la valvula de control del banco permite variar la presión estatica del sistema.

Las tomas de presión en el circuito se conectan a un manometro de ocho tubos, comunicados por su parte superior mediante un colector. Este lleva en uno de los extremos.

Los elementos necesarios para conectar una valvula entirretorno con enchufes rapidos, mediante una bomba manual, se puede presurizar el sistema, lo que permite ajustar el nivel en los tubos del manometro a un nivel conveniente , con el fin de medir diferencias de presiones cuando la presión estatica es elevada.

7. ESPECIFICACIONESa. Escala del manometro:0 a 500 mm de columna de aguab. Numero de tubos manométricos:8c. Diámetro del orificio de la placa: 25mmd. Caudalimetro:2 a 30lts/se. Dimensiones del tubo venturi:

i. Diámetro del tubo aguas arriba: 32mm, A1=8.04x10^4ii. Diámetro del orificio:20mm A2=3.14x10^4

iii. Graduación aguas arriba:14°iv. Graduación aguas abajo:21°

f. Dimensiones de la placa de orificio:i. Diámetro de la tubería agas arriba:35mm A1=9.62x10^4

ii. Diámetro del orificio:19mm A2=2.83 x10^4g. Dimensiones y pesos

i. Dimensiones aproximadas:750*450*950mm , volumen aproximado:0.32m3

ii. Peso aproximado:5kgh. Servicios requeridos

i. Banco hidráulico FME00ii. Equipo de medida de flujos FME18

iii. Nivel de mano y cronometro8. PROCEDIMIENTO

a. Nivelar al aparato sobre el banco hidráulico auxiliándose del nivel de mano y de los tornillos de soporte ajustables

b. Cierre la valvula de control de flujo de banco hidráulico(vc) y cierre también la valvula de control de lfujo del equipo (vcc).

9. Anexos