UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPAN

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMOESCUELA PROFECIONAL DE INGENIERIA

MECANICA ELECTRICA

INFORME DE LABORATORIO N° 05

MECANICA DE FLUIDOS

Trabajo:DETERMINACION DE CAUDAL

Docente:VIVES GARNIQUE JUAN CARLOS

Curso:MECANICA DE FLUIDOS

Alumno:CARRASCO DELGADO JORGE E.

FECHA:

Martes, 22 de septiembre del 2015

1

INDICE

INTRODUCCION.......................................................................................................

OBJETIVOS:.............................................................................................................

MARCO TEÓRICO....................................................................................................

GENERALIDADES.....................................................................................................

EQUIPOS A UTILIZAR EN EL ENSAYO.......................................................................

TABLA DE RECOLECCION DE DATOS:......................................................................

CONCLUSIONES.......................................................................................................

BIBLIOBRAFIA:.........................................................................................................

2

INTRODUCCION

El Banco Hidráulico y su amplia gama de accesorios opcionales han sido diseñados para instruir a estudiantes en los diferentes aspectos de la teoría hidráulica.

La mecánica de fluidos se ha desarrollado como una disciplina analítica de la aplicación de las leyes clásicas de la estática, dinámica y la termodinámica, para esta situación en la cual los fluidos son tratados como medios continuos. Las leyes particulares involucradas son la conservación de masa, energía y momento y en cada aplicación de estas leyes pueden ser simplificadas para describir cuantitativamente el comportamiento de los fluidos.

El módulo de servicio F1-10 banco hidráulico provee las facilidades necesarias para soportar un rango comprensivo de los modelos hidráulicos, el cual es designado para demostrar aspectos particulares de la teoría hidráulica.

OBJETIVOS:

1. Realizar una descripción del equipo.2. Conocer los requerimientos del equipo.3. Describir las condiciones de seguridad adecuadas para el uso del equipo.4. Medir caudales con el banco hidráulico.

3

MARCO TEÓRICOLa pérdida de energía que se produce en una instalación de tuberías (la llamada pérdida secundaria) se expresa comúnmente en términos de pérdida de carga (h, m) en la forma:

Donde:

K: Coeficiente de perdida

V: Velocidad del flujo en los accesorios.

Debido a la complejidad del flujo de muchos accesorios, K es usualmente determinado por experimentos. Para el experimento del tubo, la pérdida de carga se calcula a partir de dos lecturas manométricas, tomadas antes y después de cada instalación, y K se determina como:

Debido al cambio en la tubería de la sección transversal a través de la ampliación y contracción, el sistema experimenta un cambio adicional en la presión estática. Este cambio se puede calcular como:

Para el experimento de la válvula de compuerta, la diferencia de presión antes y después de la entrada se mide directamente con un medidor de presión. Esto puede convertirse en una pérdida de carga equivalente mediante la conversión.

1bar=10.2mca

4

DESCRIPCION DEL BANCO HIDRÁULICO

EL Banco Hidráulico está construido de plásticos ligeros resistentes a la corrosión y está montado sobre ruedas para su movilidad.

La medición volumétrica es integral y se ha elegido con preferencia sobre otros métodos de medición de flujo, debido a la facilidad de uso, precisión y seguridad.

El tanque de medición volumétrica ha avanzado para dar cabida a las tasas de flujo bajo o alto. Un deflector de amortiguación reduce las turbulencias y un tubo de visualización remota con escala da una indicación instantánea del nivel del agua dentro del tanque volumétrico.

5

Una válvula de vaciado en la base del tanque volumétrico es operada por un accionador remoto en la parte superior. Levantando el accionador se abre la válvula de vaciado permitiendo que el volumen de agua medido regrese al colector en la base del banco para luego ser recirculado.

Cuando es levantado, una vuelta de tuerca de 90º al accionador mantendrá la válvula de vaciado en posición abierta. El rebose en la parte del tanque volumétrico permite que el agua retorne directamente al colector de prevención debido a un sobrellenado si la válvula de vaciado permanece cerrada.

El agua se extrae del depósito mediante una bomba centrífuga autocebante que se monta en un hueco debajo del tanque colector.

Un panel montado en la válvula de control regula el flujo de la bomba a una tubería de conexión rápida liberación situado en el piso del canal moldeado en la parte superior del banco.

El tubo flexible de suministro en la mayoría de los accesorios simplemente conecta al conector de cierre rápido. Las herramientas de mano no son necesarias para cualquiera de estas operaciones, permitiendo el intercambio rápido de accesorios.

Una válvula de drenaje incorporada en un hueco en la parte frontal del tanque recolector, facilita su vaciado. Esta válvula es usada para la conexión de accesorios.

El suministro eléctrico de la bomba del motor se realiza mediante un interruptor y un dispositivo de corriente residual montada en un hueco en la parte frontal del banco. Este último ofrece una mayor protección al operador contra descargas eléctricas en caso de que el equipo se convierta eléctricamente peligroso.

GENERALIDADES

REQUERIMIENTOS DEL EQUIPO1. Este equipo requiere una alimentación eléctrica de 110V, Frecuencia: 60 Hz2. Un suministro temporal de agua es necesario para llenar el tanque colector. (Capacidad: 250 litros). La conexión al suministro de agua no es necesaria cuando el banco está en uso.3. La conexión temporal de drenaje es necesaria para el vaciado del tanque colector después de su uso. Una manguera flexible debe ser conectada a la válvula de drenaje ubicada en la parte frontal del tanque colector.4. Es recomendable disponer de 1 a 2 metros alrededor del equipo para un mejor manejo, y así, una mejor utilización.5. El emplazamiento definitivo deberá estar bien iluminado, con luz natural o bien artificial. Esto proporcionará comodidad, y evitará errores y accidentes.6. El equipo debe mantenerse en condiciones de 22ºC y 50% de humedad relativa.Fuera del 25% de estas condiciones, el equipo puede deteriorarse. Por ello, se debe evitar lo siguiente:

6

Dejar el equipo conectado al finalizar un trabajo.Dejar agua en los recipientes al finalizar un trabajo.Dejar el equipo expuesto al sol o luz directa excesiva, de forma continua.Dejar el equipo en ambientes de más del 80% de humedad relativa.Dejar el equipo en un ambiente químico, salino, de luz directa, calor o ambiente agresivo.

CONDICIONES DE SEGURIDAD ADECUADAS

Repase antes de la puesta en marcha, la ausencia de riesgos para las personas analizando detalladamente lo siguiente:1. Que no existen partes móviles desprotegidas.2. Que no existen contactos eléctricos desprotegidos que puedan ser accesibles.3. Que no existe riesgo de roturas.4. Comprobar que todas las conexiones de agua estén bien ajustadas.5. Que no hay derramamiento de productos peligrosos.6. Comprobar que la alimentación eléctrica es la adecuada y tiene las protecciones de seguridad idóneas, que la alimentación necesaria del equipo es igual a la alimentación disponible, si dispone de diferencial, si tiene toma de tierra o no, el valor de la toma de tierra y el valor de la tensión.7. El interruptor de corte esta cerca para poder actuar rápidamente en caso de emergencia.8. Las equivocaciones normales del alumno, no causen daño.9. Una vez repasados estos puntos, PROCEDA A PULSAR EL BOTÓN de puesta en marcha y pase a comprobar el funcionamiento.

ESPECIFICACIONES

Dimensiones: Las dimensiones totales del Banco Hidráulico son las siguientes: Longitud: 1.13 mAncho: 0.73 mAltura: 1.00 m

Detalles del equipo Bomba de circulación Tipo:

CentrífugaAltura máxima: 21 mcaCaudal máximo: 80 lts /min (usando tanque volumétrico) Potencia del motor: 0.37kw = 0.5 HPCapacidad del tanque sumidero: 250 ltsCapacidad del tanque volumétrico para caudales alta: 40 ltsCapacidad del tanque volumétrico para caudales: 6 lts

7

OPERACIÓN DEL BANCO HIDRÁULICO

PRECAUCIÓN: Una vez realizada la medición de caudal con el cronómetro, hay que subir la válvula de vaciado para evitar que tanque sumidero se quede sin agua y la bomba pueda griparse. Cuando se realice de nuevo otra toma de tiempos, la bajaremos para llenar el tanque volumétrico y una vez finalizada la medición, la volveremos a subir.

Medición del Volumen de Caudal:

EL Banco Hidráulico incorpora un tanque de medición volumétrica que se acomoda para medición de tasas de flujo altas y bajas.

Un indicador de nivel remoto, que consiste en un tubo de observación y la escala de calibrado está conectado a una toma situada en la base del banco.

La escala está dividida en dos zonas correspondientes al volumen por encima y por debajo del paso en el banco. Cuando está operando, el tanque volumétrico se vacía levantando la válvula de vaciado, permitiendo que el agua regrese al tanque colector.Cuando el flujo a través del modelo de prueba se ha estabilizado, la válvula de vaciado se baja reteniendo el agua en el tanque.Los tiempos son tomados a medida que el nivel del agua se eleva en el tanque. Las bajas tasas de flujo son controlados en la parte inferior de la escala correspondiente al volumen pequeño debajo del paso. (Capacidad: 6 litros)Las mayores tasas de flujo son monitoreados en la escala superior correspondiente al tanque principal. (Capacidad: 40 litros).Cuando las tasas de flujo volumétrico que se van a medir son extremadamente pequeñas se debe utilizar una probeta en lugar del tanque volumétrico. Cuando se utiliza el desvío de la probeta del flujo hacia y desde el cilindro deben ser sincronizados lo más estrechamente posible con el arranque y la parada del reloj para lograr una alta precisión.Todas las lecturas de volumen usando el tanque volumétrico deben ser tomadas con el deflector de amortiguación instalado desde la calibración.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Conecte la bomba.2. Abra la válvula de vaciado para vaciar el tanque de volumétrico. Cuando este esté vaciado, conecte la bomba y cierre la válvula de vaciado.3. Para medir el caudal debemos cerrar la válvula de purga, para ello levantamos el accionador con una media vuelta de tuerca y que pose sobre el orificio de purga, consiguiendo que el agua no vuelva al tanque. Con ello podemos ver como el depósito comienza a llenarse.4. Al mismo tiempo que el depósito se llena, si observamos la regla del banco podremos comprobar cómo en ella comienza a subir el nivel de agua.5. Una vez que llegamos a esta situación lo que tenemos que hacer es tomar una referencia (por ejemplo el cero del tramo superior), cuando el agua llegue a ese nivel ponemos en marcha el cronómetro. Parándolo cuando por ejemplo: el agua llegue a los 20 litros en la regla. Así,

8

tendríamos que fluyen 20 litros en por ejemplo 30 segundos (esto es sólo un ejemplo para comprender la toma de medidas).6. De manera que si esta fuese una medida real, el caudal

EQUIPOS A UTILIZAR EN EL ENSAYO

1. F1-10 banco hidráulico2. Cronómetro3. Agua.

TABLA DE RECOLECCION DE DATOS:

Volumen inicial Volumen final Tiempos promedios0%

20%

40%

60%

80%

100%

Chart Title

Series1 Series2 Series3 Series4Series5 Series6 Series7 Series8

9

N° VUELTAS ANGULO

Volumen inicial Volumen final Tiempos promedios

(lts) (lts) registrados (seg)1/2V 180° 0 20 1.39.313/4V 270° 0 20 0.39.40

1 360° 0 20 0.24.581.1/2V 540° 0 20 0.18.20

2 720° 0 20 0.17.353 1080° 0 20 0.15.864 1440° 0 20 0.14.865 1800° 0 20 0.14.86

CONCLUSIONES Las conclusiones del siguiente trabajo que se pudo extraer, fueron: Se puede apreciar que los valores de K resultan ser muy grandes, esto se debe a que el

trabajo se realiza en Metros por Columna de Agua (mca). En conclusión cada accesorio usado en las tuberías tiene su propio coeficiente (K), el cual

se usara para diferentes cálculos como los de perdida de cargas.

BIBLIOBRAFIA:http://www.ftc.uni.edu.ni/pdf/guias_laboratorio/hidraulica.pdf

Diseño montaje de laboratorio de presión hidrostática sobre superficies planas y curvas sumergidas - ADRIÁN MONCADA BALLESTEROS Y ROGER ZAMORA RINCÓN.

http://www.edibon.com/products/catalogues/es/units/fluidmechanicsaerodynamics/fluidmechanicsbasic/LIFLUBA.pdf

10