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PRACTICA 1: BANCO DE MECÁNICA DE FLUIDOS

Enviado por   •  29 de Septiembre de 2020  •  Ensayos  •  2.150 Palabras (9 Páginas)  •  10 Visitas

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PRACTICA 1: BANCO DE MECÁNICA DE FLUIDOS

LABORATORIO DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA PRACTICA

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RESUMEN

El laboratorio de mecánica de fluidos realizado integro los principios fundamentales de esta temática; postulados de Bernoulli, Darcy – Weisbach, Reynolds, Moody y Continuidad. Centrándose exclusivamente en la comprensión del cálculo de pérdidas de presión asociadas a la característica de la tubería, ya sea rugosa o lisa, sumado a la determinación de caudales empíricos y teóricos, haciendo uso de medidores de flujo típicos (Venturi y Orificio).

La metodología usada consistió en la recolección de datos a partir de un banco de mecánica de fluidos con diferentes tomas pareadas, vinculadas a distintas condiciones:  tubo de Venturi, placa de orificio, tubería rugosa y tubería lisa. Los datos observados comprendieron lecturas manométricas con piezómetros de agua, útiles para evaluar la corrección de cada medidor de flujo y compararla con el valor de caudal real de agua, este último medido con una probeta graduada por unidad de tiempo cronometrada. Otro aspecto importante a evaluar fue la consideración de tres escenarios de flujo comprendidos en la apertura de la válvula en tres niveles; 25%, 50% y 100% de apertura, cabe mencionar que las mediciones de caudal se realización con una repetición de tres veces para evaluar la condición del muestreo.

La data recolectada fue estandarizada en unidades congruentes para cada postulado mencionado, de igual forma para los cálculos de pérdidas de carga, se asumieron valores tabulados para el fluido en cuestión a 25°C, recolectando las propiedades termodinámicas necesarias.

Los resultados para el cálculo de flujo volumétrico corresponden a los caudales promedios obtenidos experimentalmente: 0.3 [L/s] para 100% de apertura de la válvula, 0.28 [L/s] 50% de la apertura y 0.24 [L/s] para 25%. En tanto los resultados para el medidor de Venturi fueron de 0.3 [L/s], 0.28 [L/s] y 0.19 [L/s] y para el medido de orificio; 0.31 [L/s], 0.27 [L/s] y 0.22 [L/s] respectivamente. 

Dicho lo anterior, se observó un resultado de caudal corregido muy similar para ambos medidores de flujo independiente de la metodología. El cual fue corroborado con los caudales experimentales obtenidos, observándose un error mínimo inferior al 5% para los escenarios del 100 y 50% de la apertura de la válvula. La mayor variación se observó para el 25% de la apertura de la válvula, con un error del 11% para el medidor de orificio y 22% en Venturi.

Los resultados de perdida de carga obtenidas arrojaron cifras de 12.05, 10.66 y 8.14 [cm] para las aperturas de válvula de 100, 50 y 25% en la tubería lisa, del mismo modo en la tubería rugosa los valores obtenidos fueron 19.71, 17.20 y 12.66 [cm] en el mismo orden de apertura de válvula. Los valores de perdida de carga fueron mayores en la tubería lisa, algo que contradice la lógica, sin embargo, la longitud de la tubería lisa fue 4,5 veces mayor que la tubería rugosa, lo que explica dicho comportamiento.

CAPITULO 1: OBJETIVOS

  1. Determinar las pérdidas de carga en tuberías lisas y rugosas.

  1. Determinar flujos volumétricos usando un medidor de Orificio y un tubo de Venturi y comparar con los flujos reales.

CAPITULO 2: DATOS RECOGIDOS EN LA PRÁCTICA

A continuación, se presentas los datos obtenidos en la experiencia de laboratorio.

Tabla 2-1: Presión por apertura de válvula

N° Toma Banco

Apertura Válvula [%]

100%

50%

25%

7

420 mm de H2O

445 mm de H2O

515 mm de H2O

8

300 mm de H2O

337 mm de H2O

458 mm de H2O

24

566 mm de H2O

613 mm de H2O

726 mm de H2O

25

700 mm de H2O

717 mm de H2O

794 mm de H2O

28

142 mm de H2O

190 mm de H2O

344 mm de H2O

29

245 mm de H2O

280 mm de H2O

388 mm de H2O

30

213 mm de H2O

248 mm de H2O

390 mm de H2O

31

401 mm de H2O

423 mm de H2O

492 mm de H2O

Tabla 2-2: Conversión de unidades

Conversiones

1 m3

=

1.00E+09 mm3

1 mm3

=

 0,001 mL

1 m3

=

1000 L

Tabla 2-3: Dato de Medición para cálculo de Caudales

Pto. de Medición

Apertura Válvula [%]

Mediciones para el Cálculo de Caudales

Toma 1

Toma 2

Toma 3

7

8

24

25

28

29

100%

750 ml H2O

2:32 seg.

640ml H2O

2:22 seg.

730 ml H2O

2:56seg.

50%

715 ml H2O

2:55 seg.

700 ml H2O

2:52 seg.

780 ml H2O

2:88 seg.

25%

610 ml H2O

3:26 seg.

810 ml H2O

4:77 seg.

820 ml H2O

4:45 seg.

30

31

100%

580 ml H2O

2:11 seg.

800 ml H2O

2:95 seg.

800 ml H2O

3 seg.

50%

860 ml H2O

3:08 seg.

645 ml H2O

2:48 seg.

870 ml H2O

3:20 seg.

25%

500 ml H2O

2:55 seg.

645 ml H2O

3:34 seg.

870 ml H2O

4:90 seg.

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