tubo de venturi

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LABORATORIO N_6 JIMENEZ ACUÑA JORGE JOEL

LABORATORIO N_6 JIMENEZ ACUÑA JORGE JOEL ]

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FIIMASSFIIMASS

Medición

Medición de presiones

de presiones en

en tubo de

tubo de venturi

venturi

Introducción

Introducción

Esta

Estainveinveststigigacaciónión ttieneienecomocomoobjobjeettivivooprinprinccipipalal eestudstudiiaarreellefeefecto,cto,f f uunncciioonnamamienientoto yy

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Princcipipalmalmenentteesusuf f uunnccióniónsseebasbasó en eó en esto,sto,yylulueeggoococon pn postosterieriooreressinveinveststigigacaciiooneness

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1_objetivos:

1_objetivos:

y

y Utilizar el tubo de Venturi y accesorios.Utilizar el tubo de Venturi y accesorios.

y

y MMedir presión total y estática.edir presión total y estática.

y

y CCalcular velocidad y caudal.alcular velocidad y caudal.

y

y  A  A plicar la ecuación de energía.plicar la ecuación de energía.

2

2 _resumen _resumen

El

El babanncoco hhiiddrráuláuliicoco qquue e vvamosamos aa ututiilliizazar en er en ell ssigiguuienientte experie experimmenentoto dde e f f luluiidosdos nnosos

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3

(2)
(3)
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(5)

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LAB

A

N_6 J

N

AC ÑA J

G J

L

F Para aplicar la ecuación se deben realizar los siguientes supuestos:

y Viscosidad (fricción interna) = 0 Es decir, se considera que la lí nea de corriente

sobre la cual se aplica se encuentra en una zona 'no viscosa' del fluido.

y Caudal constante

y Flu jo incompresible, donde es constante.

y La ecuación se aplica a lo largo de una lí nea de corriente o en un flu jo

irrotacional

Aunque el nombre de la ecuación se debe a Bernoulli, la forma arr i ba ex puesta fue  presentada en pr imer lugar por Leonard Euler.

Un e jemplo de aplicación del pr inci pio lo encontramos en elf lu jo de agua en tuber ía.

L

A C AC ÓN C N N A

La conservación de la masa de f luido a través de dos secciones (sean éstas S1 y S2) de

un conducto (tuber ía) o tubo de corr iente establece que: la masa que entra es igual a la masa que sale.

Def inición detubo de corriente: superf icie formada por las líneas de corr iente.

Corolario 2: solo hay tubo de corr iente si V es diferente de 0.

             !     ! " #   #   $   %         #      #   &  ''( )  SS  0   1   2  3 0   4   5   2  1 23   3  

(6)
(7)

[

LAB

A

N_6 J

N

AC ÑA J

G J

L

F

Cuando 1= 2, que es el caso general tratándose de agua, yf lu jo en r égimen

 permanente, se tiene:

o de otra forma:

(El caudal que entra es igual al que sale) Donde:

y Q = caudal (m3/s) y V = velocidad (m/s)

y S = área transversal del tubo de corriente o conducto(m

2)

Que se cumple cuando entre dos secciones de la conducción no se acumula masa, es decir, siempre que el f luido sea incompresi ble y por lo tanto su densidad sea constante. Esta condición la satisfacen todos los líquidos y, par ticularmente, elagua.

En general la geometr ía del conducto es conocida, por lo que el problema se reduce a estimar la velocidad media del f luido en una sección dada.

1. DES

C PC ÓN

DE

L

EQUI

P :

El equipoHM150.07 sirve para estudiar el principio de Bernoulli.

6   7   8   6   7 9  6   9 @ A   A   B   C   6   7   A   6   A   D  EEF G  SS  H I  I  P  

(8)
(9)

[LABORATORIO N_6 JIMENEZ ACUÑA JORGE JOEL ]

FIIMASS

Además, se puede medir la presión totalen distintos puntos del tubo de Venturi.

La presión total se indica en un segundo manómetro. La medición se efectúa

mediante una sonda móvil en sentido axial respecto al tubo de Venturi. La sonda

está cerrada herméticamenteconunaempaquetadurapara prensaestopas.

El suministro de agua tiene lugar mediante el H

M

150 dulo básico para

hidrodinámica o a través de la red del laboratorio. El H

M

150 permite crear un

circuito cerrado deagua.

osibles ensayos:

 Demostracióndelprincipio de Bernoulli .

 Mediciones delapresióna lo largo del tubo de Venturi.

 Determinacióndelf actorde paso.

Detalles:

1. Panel de e jercicios.

2. Manómetro detubito simple.

3. Tubo desalida.

4. Válvula debola desalida.

5. Tubo de Venturicon 6 Puntos demedicióndela presión.

6. Empaquetaduraparaprensaestopas.

7. abeza demedida dela presióntotal (móvilensentido axial).

8. Racordemanguera desuministro deagua.

9. Válvula debola de entrada.

10. Manómetro de 6tubitos(distribucióndelapresión en el tubo de Venturi) .

Q  

(10)
(11)

[

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A

IO

N_6 J

IME

N

EZ

AC

U

ÑA J

OR

G

E

J

OE

L

] F

2. RE

AL

IZ

AC

I

ÓN

DE E

N

S

AY

OS

:

- Coloque el equipo de ensayo en elHM150de forma que la salida de agua vaya a

parar al canal.

- ConectarHM150y el equipo con un tubo.

- Abrir la salida deHM150.

- A justar la tuerca racor [1] del prensaestopas de sonda de forma que la sonda se pueda mover fácilmente.

S  

T  

U   S  

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(13)

[

LAB

OR

A

ORIO

N_6 J

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N

EZ

AC

U

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OR

G

E

J

OE

L

] F ASS

- Abrir las válvulas de bola de entrada y salida.

- Cerrar la válvula de salida [2] del manómetro de tubito simple, aba jo.

- Conectar la bomba y abrir lentamente el grifo principal delHM150.

- Abrir las válvulas de purga [3] de los manómetros.

- Cerrar con cuidado el grifo de salida hastaque los manómetros quedenirrigados.

- A justar simultáneamente el grifo de entraday el de salida para regular el nivel de agua en los manómetros de forma que no e cedanlos lí mites inf erior y superior del área de medición [4, 5].

Y  

``a  

(14)
(15)

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A

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OR

G

E

J

OE

L

] F ASS

- Medir la presión en todos los puntos de medición; después, colocar la sonda de presión total en el correspondiente nivel de medicióny anotar la presión total.

- eterminar el caudal. Para ello se debe detenerel tiempo t, necesario para llenar el depósito volumétrico deHM150de 20 a 30 litros.

¡

A

E

NC

IO

N!

El equipo de ensayo se debe colocarrecto para evitar que los resultados de medición queden falseados.

Cuando se mida la presión, el depósito volumétricode HM150 debe estar vací o y el

grifo de salida debe estar abierto. De lo contrario, cuando crece el nivel de agua en el depósito volumétrico también se modif ica la altura de elevación de la bomba.

Esto da lugar a relaciones de presión variables. Esimportante mantener constante la presión de elevación de la bomba con caudales pequeños; de lo contrario, los resultados de medición quedan falseados.

El punto cero del manómetro de tubito sencillo seencuentra 80 mm por deba jo del manómetro de 6 tubitos. Este dato se debe tener en cuenta cuandose lea la presión y se hagan cálculos.

c  

dde  

f  

(16)
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J

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] F MASS

3. E

VAL

U

AC

I

ÓN

DE

L

E

N

S

AY

O

:

Los valores medidos se deben comparar con lasecuaciones de Bernoulli. Ecuación de Bernoulli con una altura h constante.

Si se tienen en cuenta las pérdidas por fricción, alconvertir las presiones p1 y p2 en niveles de presión estáticos h1 y h2:

h  

(18)
(19)

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LAB

OR

A

ORIO

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N

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OR

G

E

J

OE

L

] F MASS  h1: nivel de presión en la sección transversalA1.

 w1: velocidad de fluido en la sección transversalA1.   p2: presión en la sección transversalA2.

 h2: nivel de presión en la sección transversalA2.  w2: velocidad de fluido en la sección transversalA2.

 : densidad del medio = constante para fluidos incompresibles, como el agua.

 hv:nivel de pérdida.

El caudal másico es constante en los sistemascerrados.

Cuando: , entonces:

Cuando: , entonces:

3.1.

V lo id d

e

n

e

l tubo d

e

V

e

ntu i

.

El tubo de Venturi utilizado tiene 6 puntosde medición.

p  

qq 

r   s   t  

(20)
(21)

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OR

G

E

J

OE

L

] F MASS

La tabla muestra la velocidad de ref erencia estandarizadaW, que se deriva de la geometrí a del tubo de Venturi:

Con la velocidad de ref erencia se pueden calcularlas velocidades teóricas

Wrech en 6 puntos de medición del tubo de Venturi a partir de un valor inicial.

Si el caudal es constante, se obtiene un valor inicial para calcular las velocidades teóricas de:

Luego la velocidadw1 se multiplica por los valores dew. Los resultados se muestran en la tabla siguiente.

v  

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[LABORATORIO N_6 JIMENEZ ACUÑA JORGE JOEL ]

FIIMASS

Enla tabla setienen encuenta las relaciones siguientes

Cálculo del nivel de presión dinámico:

Se deben restar 80 mm porque los manómetros tenían una diferencia de punto cero de 80mm.

La velocidad Wmed seha calculado a partir de la parte de presión dinámica

medida mediantela fórmula

Representación gráfica

Elgráfico muestra lasvelocidades medidasy calculadasen el tubo de Venturi

para uncaudal de 0,275 Ltr/s.

Las desviaciones sedebenaimprecisionesenla medición.

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(25)

[

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OR

A

ORIO

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N

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3.2.

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e

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n

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l tubo d

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V

e

ntu i

.

Re

p

e

s

e

nt ión

grá

fi

Las modif icaciones en la presión que se dan alinundar el tubo de Venturi se pueden representar directamente:

  

 

   

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(26)
(27)

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OR

G

E

J

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L

] F MASS

Se ve con claridad que la ecuación

Siempre se cumple. Asimismo, se ha podido detectaruna pequeña pérdida de presión al inundar el tubo de Venturi.

3.3. De

t

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e

l f  to

r

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.

  

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(28)
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G

E

J

OE

L

] F MASS

El tubo de Venturi se utiliza para medir el caudal. Se dif erencia de la medición de diafragma por su escasa pérdida de presión. El caudal se puede medir como la dif erencia de presión  p entre la entrada y el punto del tubo con menor diámetro:

El factor de pasoK suele venir a justado por el fabricante del tubo de Venturi. Si el factor de paso se desconoce, se puede calcular (si se conoce el caudal) a partir de la pérdida de presión  pmediante la ecuación:

En la tabla siguiente se observa la pérdida depresión con distintos caudales y el factor de paso.

La pérdida de presión se puede leer en el manómetrode 6 tubitos, en la columna de agua en mm, y se puede utilizar en la ecuación en bares. El caudal se puede indicar en l/s.

Ex

p

er

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Pro

edimiento

realizado

  

 

(30)
(31)

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metro de tubo de p

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nám

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Fotos del

experimento

realizado

en

el laboratorio

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(32)
(33)

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OR

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Mametro de6 tubitos Medi ión de presión total       

(34)
(35)

[LABORATORIO N_6 JIMENEZ ACUÑA JORGE JOEL ]

FIIMASS

CALCULOS

CAUDALIMETRO

Ensayo

Tiempo

(Seg)

Vol. Inicial

(L(

Vol. Final

(L)



(litros) Q

=

 

(litros)

1

24.94 553 557 4.0 0.160 2 24.94 561 565 4.0 0.160

3

25.00 568 572 4.0 0.160

4

25.00 574 578 4.0 0.160

Qm (lt/s)

0.160

TUBO DE ENTURI

DATOS DE RESIONES

CALCULO DE VELOCIDAD CAUDAL

Sección

Presión

total

(mm.c.a.)

Presión

est.

(mm.c.a.)

h

(mm.c.a.)

Vi =

(m/s)

 

Qi =

1000*ViAi

(lt/s)

1

268 260 8 0.396 0.135 2 265 245 20 0.626 0.144

3

261 20 241 2.173 0.174

4

255 160 95 1.364 0.232

5

230 185 45 0.939 0.244

6

220 190 30 0.767 0.261

DATOS E TIEM O VOLUMEN

CALCULO DE CAUDAL

  

  

  

(36)
(37)

[

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OR

A

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N

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OR

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J

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] F MASS VELOC  C  LLADA

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2)

 Ár

( 2)

i.c l

   1 338.6 0.00034 0.473

2

233.5 0.00023 0.685 3 84.6 0.00008 1.891 4 170.2 0.00017 0.940 5 255.2 0.00026 0.627 6 338.6 0.00034 0.473

GRAFICOS

1. PRESIONES E NEL TUBO DE VE NTURI

0 50 100 150 200 250 300 0 1 2 3 4 5 6 7 8                   j   k l   j   m   n n    j   m   n    o   m      m

/

  

(38)
(39)

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OR

A

TORIO

N_6 J

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U

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OR

G

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J

OE

L

] F MASS

VELOC DADES DELTUBODE VENTURI

0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 1 2 4 5 6          

(40)

Figure

Actualización...

Referencias