UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Ingeniería de alimentos I

PRACTICA:

CALIBRACION DE MEDIDOR DE FLUIDOS

CURSO:

INGENIERIA DE ALIMENTOS

ALUMNO:

MINCHOLA GUTIERREZ ROSMER EDGAR

DOCENTE:

Ing. Jesús Alexander Sánchez González

CICLO:

IV

TRUJILLO – PERÚ

2010

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Ingeniería de alimentos I

CALIBRACIÓN DE MEDIDOR DE FLUIDOS

I. INTRODUCCION

Es importante poder medir y controlar la cantidad de material que entra y que sale de una planta de procesamiento. Como muchos de los materiales están en forma de fluidos, suelen fluir por tuberías o conductos. Para medir el flujo de fluidos se utilizan diferentes dispositivos los más sencillos son los que miden directamente el volumen del fluido. Para medir los fluidos se utilizan extensamente el tubo de pitot, en medidor de Venturi, el medidor de orificio y las vertederas de canales abiertos.

MEDIDOR DE ORIFICIO:

Es una placa que lleva un orificio circular concéntrico con el eje de la tubería, por su sencillez de su construcción son muy usados para medir caudales tanto en líquidos como en gases.

Haciendo un balance de energía entre el orificio (punto 1) y la sección posterior al orificio (punto 2), despreciando las pérdidas por fricción tenemos:

.....(1)

Para un fluido incomprensible y de la ecuación de continuidad:

.................................(2)

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Sustituyendo 2 en 1:

........(3)

Despejando v1 y sabiendo que D1 = D orificio

...................(4)

En caso de que se consideren las pérdidas de fricción, es necesario agregar el coeficiente de orificio Co, teniendo lo siguiente:

.....................(5)

Siendo v1: velocidad en el orificio.Si se requiere conocer el Caudal:

.............(6)

Co: Coeficiente de orificio o coeficiente de descarga para el caudal. Este coeficiente varía entre 0.6 y 0.62 para orificios concéntricos de bordes afilados y si el Número de Reynolds es mayor de 20 000 y si la toma posterior está en la vena contracta.D0: Diámetro de orificio.D2: Diámetro de la tubería.

Usualmente el diámetro del orificio está entre 50 y 76% del diámetro de la tubería. La toma corriente arriba debe quedar a una distancia correspondiente a un diámetro de la tubería de la cara del orificio y la de corriente abajo a una distancia de 0.5 del mismo diámetro, D2.

En los medidores instalados la manera más simple de obtener la caída de presión consiste en el empleo de un manómetro diferencial en “U”.La pérdida de carga o pérdidas permanentes por fricción se obtienen por:

...(7)

II. MATERIALES Y METODOS

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A. MATERIALES:

Agua

Vernier

Probeta

Cronometro

Sistema de tuberías con medidor de orificio

B. METODOS:

Llena los tanques de agua para asegurar un nivel constante de fluido.

Asegurar el cierre completo de la llave.

Encender la bomba.

Verificar que no exista variación de presión.

Abrir la llave hasta cierto tope y a la vez recoger liquido en un recipiente graduado tomando el tiempo para obtener caudal. Tomar el dato de diferencial de temperatura.

Repetir 15 veces el paso anterior para otra apertura de llave.

Tomar las medidas necesarias de diámetro de tuberías, orificios, etc.

Realizar una última medida a cualquier apertura de llave obteniendo variación de presión y q real y con estos datos obtener el error del medidor.

III. RESULTADOS

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Cuadro 1.Reporte de los resultados.

Apertura de

llave

∆h(cm H2O)

∆P(Pa)

Q real(m3/s)

α

1 14,5 1422,45 0,0000540 0,6372 13,5 1324,35 0,0000520 0,6363 12,5 1226,25 0,0000490 0,6224 11,5 1128,15 0,0000480 0,6365 10,5 1030,05 0,0000468 0,6496 9,5 931,95 0,0000432 0,6307 8,5 833,85 0,0000408 0,6298 7,5 735,75 0,0000356 0,5849 6,5 637,65 0,0000348 0,613

10 5,5 539,55 0,0000320 0,61311 4,5 441,45 0,0000292 0,61812 3,5 343,35 0,0000260 0,62413 2,5 245,25 0,0000208 0,59114 1,5 147,15 0,0000100 0,367

GRAFICO 1: α VS ∆P

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GRAFICO 2: α VS Q real

CÁLCULO DEL PORCENTAJE DE ERROR

El error se calcula usando la siguiente expresión:

Apertura de

llave

∆h (m) H2O

∆PPa

Q realm3/s

Q teóricom3/s

α (teórico)

% Error

1 0,12 1177,2 0,0000516 0,000049 0,629 5,03875972 0,065 637,65 0,0000352 0,000035 0,613 0,5681818

3 0,03 294,3 0,0000236 0,000024 0,607 1,6949153

IV. DISCUSIONES

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El porcentaje de error encontrado puede atribuirse las turbulencias ocurridas en la clasificación del fluido. (Streeter, 2000.), en la práctica observamos un cierto error posiblemente debido a lo que menciona Streeter.

Si, el caudal se hace mayor se percibe un aumento de la variación de altura y por consiguiente una considerable caída de presión. (Mott, Robert L. México 1996.), esto coincide con lo observado en esta práctica.

Es de vital importancia conocer que la caída de presión de un fluido está ligada en el número de choques del mismo, esto influye de acuerdo al punto de tubería seleccionado para determinar lecturas de diferencias de presión. (Azevedo, 1976.)

V. CONCLUSIONES

A mayor caudal se produce un aumento de la variación de altura y por consiguiente una considerable caída de presión.

La causa de error en la medición del caudal real es que la escala de medición que se utiliza ya que no nos da una medida exacta por ser de construcción artesanal.

Un factor que incide directamente con la medición es la agilidad de la persona en la toma del tiempo con el cronometro.

VI. BIBLIOGRAFIA

MOTT, ROBERT L. mecánica de fluidos aplicada. Edición Prentice− Hall cuarta edición. México 1996.

Azevedo N., J. M. y Acosta A., G. Manual de Hidráulica. Sexta edición. Harla, S. A. de C.V. México, 1976.

Sotelo A., G., Hidráulica general. Volumen I, Editorial LIMUSA S.A. Sexta edición,México, 1982.

Streeter, V., Wylie, B and Bedford, K. Mecánica de Fluidos. 9Ed. McGraw Hill. Bogotá,2000.