INFORME DE LABORATORIO MEDIDAS DE CAUDAL

INTRODUCCION

Existen diferentes técnicas e instrumentos  para medir el caudal y la técnica a utilizar dependerá de la necesidad y condición en las cuales se esté. Y los cuatro  grandes grupos que permiten medir el caudal son los siguientes: medidores de presión diferencial, medidas de velocidad, medidores macizos, medidores volumétricos.En el presente ensayo de laboratorio se ha desarrollado la medición de caudal volumétrica en la industria  se realiza, generalmente, con instrumentos que dan ha lugar a una presión diferencial. Y entre los principales tipos de medidores de presión diferencial se pueden destacar los siguientes: Tubo de Venturi, Placa De Orificio y Pitot. Que son medidores de área variable, medidores de placa.
1.     OBJETIVOS

  Ø Conocer teóricamente cuál es el funcionamiento de tubo de pitot y Verificar también la pérdida de carga en el instrumento  S3 (Tubo de Pitot).

  Ø  El objetivo de esta práctica es el manejo del  dispositivo  más comúnmente utilizado para medir el caudal o la velocidad de una corriente líquida, que es el  tubo de Pitot.
 Ø  Analizar e interpretar los resultados obtenidos en la presente práctica.

2.MARCO TEORICO
1.1.   Medidas de caudal
La selección eficaz de un medidor de caudal exige un conocimiento práctico de la tecnología del medidor, además de un profundo conocimiento del proceso y del fluido que se quiere medir.Cuando la medida del caudal se utiliza con el propósito de facturar un consumo, deberá ser lo más precisa posible, teniendo en cuenta el valor económico del fluido que pasa a través del medidor, y la legislación obligatoria aplicable en cada caso.La medida de caudal en conducciones cerradas, consiste en la determinación de la cantidad de masa o volumen que circula por la conducción por unidad de tiempo.Los instrumentos que llevan a cabo la medida de un caudal se denominan, habitualmente, caudalímetros o medidores de caudal, constituyendo una modalidad particular los contadores, los cuales integran dispositivos adecuados para medir y justificar el volumen que ha circulado por la conducción.Los medidores de caudal volumétrico pueden determinar el caudal de volumen de fluido de dos formas:

Ø  Directamente, mediante dispositivos de desplazamiento positivo.

Ø  Indirectamente, mediante dispositivos de: presión diferencial, área variable, velocidad, fuerza, etc.

     Puesto que la medida de caudal volumétrico en la industria se realiza, generalmente, con instrumentos que dan lugar a una presión diferencial al paso del fluido, abordaremos en primer lugar los medidores de presión diferencial.Esta clase de medidores presenta una reducción de la sección de paso del fluido, dando lugar a que el fluido aumente su velocidad, lo que origina un aumento de su energía cinética y, por consiguiente, su presión tiende a disminuir en una proporción equivalente, de acuerdo con el principio de la conservación de la energía, creando una diferencia de presión estática entre las secciones aguas arriba y aguas abajo del medidor.Entre los principales tipos de medidores de presión diferencial se pueden destacar los siguientes: Placas de orificio, Toberas, Tubos Venturi, Tubos Pitot, Tubos Annubar, Codos, Medidores de área variable, Medidores de placa.

INFORME DE MEDIDAS DE CAUDAL

3.      MATERIALES

Recurso hídrico (agua), proveniente del reservorio apoyado de la universidad.

4.   EQUIPOS Y HERRAMIENTA

                          Accesorios del equipo a utilizar.

                  H38D/

5.      PROCEDIMIENTO RECOMENDADO.

·         Abrir las válvulas de admisión de la electrobomba (25) y encender la electrobomba mediante el interruptor (I).

·         Abrir la válvula de entrada (26) a los tubos y a las válvulas que se están probando.

·         Abrir las válvulas de descarga.

·         Abrir completamente la válvula V5 (16) y cerciorarse de que estén cerradas las otras válvulas V1, V2, V3, V4, V6.

·         Regular el caudal Q a través de la válvula de presurización (24) de modo que se mida con el medidor de flujo (3) un caudal de unos 0.2 m³/h (valor mínimo detectable).

·         Conectar las tomas del manómetro de U (22) antes y después del tubo de Venturi (19) y cerrar delicadamente las válvulas de descarga.

·         Medir con el manómetro (22) la caída de presión ∆p relativa al tubo de Venturi (19) y anotar el valor en la hoja de trabajo N° 01.

·         Repetir la lectura para los valores de caudal crecientes cambiando de 0.1 m³/h aproximadamente el caudal mediante la válvula (24).

·         Realizar por lo menos dos series de medidas para reducir el error experimental.

·         Cerrar la válvula V5 (16).

·         Repetir los pasos  desde el 3^er ítem hasta el 10^mo para el diafragma (18) y el tubo de Pitot (20). Para el tubo de Pitot abrir la válvula V6 (17) en lugar de la V5 (16).

6. PRESENTACION DE RESULTADOS

DATOS OBTENIDOS DE LABORATORIO
PÉRDIDAS EN CAUDALIMETROS O MEDIDORES DE CAUDAL
Prueba Nº	Q  (m3/h)	Q  (m3/s)	∆p VENTURI    (mmHg)	∆p DIAFRAGMA    (mmHg)	∆p PITOT    (mmHg)
01	0.25	6.94E-05	1	1	1
02	0.50	1.39E-04	4	4	6
03	0.75	2.08E-04	12	8	12
04	1.00	2.78E-04	22	14	24
05	1.25	3.47E-04	35	28	38
06	1.50	4.17E-04	52	36	56
07	1.75	4.86E-04	70	54	77
08	2.00	5.56E-04	94	72	105

perdida de carga para el tubo de venturi

PÉRDIDAS DE CARGA EN EL TUBO DE VENTURI
CARACTERÍSTICAS DEL TUBO
Tubo	VENTURI		DIÁMETRO MÁXIMO (m)		0.05
1 mmHg =	133.3223684	Pa	DIÁMETRO MÍNIMO (m)		0.0115
COMPARACIÓN DEL VALOR EXPERIMENTAL Y TEÓRICO
Prueba Nº	Q (m3/h)	Q (m3/s)	∆p Exper.     (mmHg)	∆p Exper. (Pa)	∆p Teórico (Pa)
01	0.25	6.94E-05	1	133.322	222.873
02	0.50	1.39E-04	4	533.289	891.491
03	0.75	2.08E-04	12	1599.868	2005.854
04	1.00	2.78E-04	22	2933.092	3565.963
05	1.25	3.47E-04	35	4666.283	5571.817
06	1.50	4.17E-04	52	6932.763	8023.417
07	1.75	4.86E-04	70	9332.566	10920.762
08	2.00	5.56E-04	94	12532.303	14263.852

perdida de carga para el diafragma calibrado

PÉRDIDAS DE CARGA EN EL TUBO DE DIAFRAGMA
CARACTERÍSTICAS DEL TUBO
Tubo	VENTURI		DIÁMETRO MÁXIMO (m)		0.05
1 mmHg =	133.3223684	Pa	DIÁMETRO MÍNIMO (m)		0.01458
COMPARACIÓN DEL VALOR EXPERIMENTAL Y TEÓRICO
Prueba Nº	Q (m3/h)	Q (m3/s)	∆p Exper.     (mmHg)	∆p Exper. (Pa)	∆p Teórico (Pa)
01	0.25	6.94E-05	1	133.322	85.878
02	0.50	1.39E-04	4	533.289	343.513
03	0.75	2.08E-04	8	1066.579	772.905
04	1.00	2.78E-04	14	1866.513	1374.054
05	1.25	3.47E-04	28	3733.026	2146.959
06	1.50	4.17E-04	36	4799.605	3091.621
07	1.75	4.86E-04	54	7199.408	4208.039
08	2.00	5.56E-04	72	9599.211	5496.215

perdida de carga para el tubo de pitot

PÉRDIDAS DE CARGA EN EL TUBO DE PITOT
CARACTERÍSTICAS DEL TUBO
Tubo	VENTURI		DIÁMETRO MÁXIMO (m)		0.014
1 mmHg =	133.3223684	Pa
COMPARACIÓN DEL VALOR EXPERIMENTAL Y TEÓRICO
Prueba Nº	Q (m3/h)	Q (m3/s)	∆p Exper.     (mmHg)	∆p Exper. (Pa)	∆p Teórico (Pa)
01	0.25	6.94E-05	1	133.322	101.754
02	0.50	1.39E-04	6	799.934	407.018
03	0.75	2.08E-04	12	1599.868	915.789
04	1.00	2.78E-04	24	3199.737	1628.07
05	1.25	3.47E-04	38	5066.25	2543.86
06	1.50	4.17E-04	56	7466.053	3663.158
07	1.75	4.86E-04	77	10265.822	4985.965
08	2.00	5.56E-04	105	13998.849	6512.28

COMPARACION DE LAS PERDIDAS DE ENERGIA EN LAS TUBERIAS

INSTRUMENTOS EN LOS TUBOS VENTURI, DIAFRAGMA Y PITOT
INSTRUMENTOS	Prueba Nº	Q (m3/h)	Q  (m3/s)	∆p Exper.     (mmHg)	∆p Exper. (Pa)
Venturi	01	0.25	6.94E-05	1	133.322
	02	0.50	1.39E-04	4	533.289
	03	0.75	2.08E-04	12	1599.868
	04	1.00	2.78E-04	22	2933.092
	05	1.25	3.47E-04	35	4666.283
	06	1.50	4.17E-04	52	6932.763
	07	1.75	4.86E-04	70	9332.566
	08	2.00	5.56E-04	94	12532.303
Diafragma	01	0.25	6.94E-05	1	133.322
	02	0.50	1.39E-04	4	533.289
	03	0.75	2.08E-04	8	1066.579
	04	1.00	2.78E-04	14	1866.513
	05	1.25	3.47E-04	28	3733.026
	06	1.50	4.17E-04	36	4799.605
	07	1.75	4.86E-04	54	7199.408
	08	2.00	5.56E-04	72	9599.211
Pitot	01	0.25	6.94E-05	1	133.322
	02	0.50	1.39E-04	6	799.934
	03	0.75	2.08E-04	12	1599.868
	04	1.00	2.78E-04	24	3199.737
	05	1.25	3.47E-04	38	5066.25
	06	1.50	4.17E-04	56	7466.053
	07	1.75	4.86E-04	77	10265.822
	08	2.00	5.56E-04	105	13998.849

grafica de la comparacion de las PERDIDAS EXPERIMENTALES EN LAS TUBERIAS

7.    ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS

En el presente practica desarrollada, se puede analizar los datos obtenidos experimentalmente y teóricamente, en las tres tuberías (Venturi, Diafragma y Pitot), cabe  aclarar que en la práctica solo se debería de analizar la tubería de Pitot, peso sin embargo para con fines de hacer la comparación de pérdidas de presión diferencial se ha procedido registrar y analizar de las tres tuberías, y analizar que tubería presenta mayor pérdida de presión o perdida de energía, para lo cual los datos calculados y graficados nos demuestran los siguientes resultados, la tubería Venturi Experimentalmente es menor la perdida de  carga y la perdida de presión diferencial, y analizando Teóricamente  presenta mayor pérdida de carga y mayor pérdida de presión diferencial, para ello sería trabajar con los datos experimentalmente. Todo a estas pérdidas es ocasionado por el cambio de sección transversal que presenta la tubería y la rugosidad.

Para la tubería de Diafragma Calibrado la perdida de presión diferencial y la perdida de energía presenta experimentalmente es mayor la perdida y teóricamente es menor la perdida por lo tanto se puede decir que podemos trabajar teóricamente pero a nosotros nos interesa experimentalmente ya que el factor que influye  a estas pérdidas son el cambio de sección que tiene la tubería y el cambio de diámetro.

Para la tubería de Pitot la perdida de presión diferencial y la perdida de energía presenta experimentalmente mayor es la perdida, y teóricamente es menor la perdida de carga ya que esto indica que deberíamos trabajar teóricamente pero sin embargo a nosotros nos interesa experimentalmente. Por lo  tanto haciendo una comparación de las tres tuberías según nuestros cálculos y las gráficas las pérdidas de presión diferencial y perdida de energía se presenta en las Tuberías de Venturi y Pitot tienden a presentar las dos tuberías mayor perdida, pero sin embargo la tubería de Diafragma calibrado presenta menor perdida de presión diferencial y perdida de energía para lo cual el que presenta menor perdida es Diafragma Calibrado.

8. CONCLUSIONES

En el presente informe, se ha podido analizar

Se trata de un dispositivo sumamente simple para medir la presión diferencial. Consta, básicamente de dos sondas de presión, una toma cuya superficie se coloca perpendicular a la dirección de la corriente (justo en el punto donde se desea conocer la velocidad).

En conclusión a menor diámetro y cambio de sección es mayor pérdida de carga, y también se puede apreciar que a mayor caudal mayor pérdida de carga, y mayor diámetro de la tubería es menor perdida de carga. Los datos analizados no son tan reales por que el equipo esta des calibrado y también tiene un perdida de mercurio para ello se debería de calibrar.

10. RECOMENDACIONES

1.      El buen manipuleo de los instrumentos o sea los accesorios y la válvula de la bomba y los diferentes tubos presentes.

2.      Muy importante es cumplir con las indicaciones del docente y seguir las indicaciones de la guía de práctica de laboratorio y para así obtener resultados óptimos.

3.      Se recomienda ver la estabilidad del caudal  para tomar la lectura en los dos piezómetros y a diferentes caudales, y si no presente la estabilidad podríamos obtener datos erróneos y para evitar debemos ver siempre la estabilidad.

4.      Se recomienda en una ejecución de obras hidráulicas tener en cuenta las normas establecidas y vigentes en lo que es el tubo de Venturi porque su fabricación ya está establecidas de acuerdo a la norma para ello exigir.