UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA REA DE TECNOLOGA COMPLEJO ACADMICO EL SABINO DEPARTAMENTO DE ENERGTICA LABORATORIO DE MECNICA DE LOS FLUIDOS Profesores: Dr. Ing. Juan Pedro Marval Ing. Alexander Mavarez Ing. Jos D. Maldonado Ing. Joaquin Quintero Ing. Jonneth Rosas Aux. Docente: TSU. Jos Puyosa TSU. Lus Moreno Octubre 2010 Prctica 0. Presentacin, contenido y plan de evaluacin 1. Presentacin. 2. Contenido: ElLaboratoriodeMecnicadelosFluidoscomprendecinco(5)prcticas,cadaunadelascualesconstade varias experiencias. Las prcticas con sus respectivas experiencias son: 1. Propiedades de los fluidos. a.Experiencia A. Determinacin de densidad. b.Experiencia B. Determinacin de viscosidad dinmica. 2. Manometra. a.Experiencia A. Medicin de presin atmosfrica. b.Experiencia B. Presin ejercida por lquidos en reposo. c.Experiencia C. Verificacin de la calibracin de manmetros. 3. Fuerza hidrosttica sobre superficies planas sumergidas. 4. Medicin de caudal por medio del mtodo volumtrico, tubo Venturi y placa orificio. a.Experiencia A. Medicin de caudal por el mtodo volumtrico. b.Experiencia B y C. Medicin de caudal por medio del tubo Venturi y/o placa orificio. 5. Prdidas de carga primaria y secundaria en sistemas de tuberas. a.Experiencia A. Prdidas de carga en un tramo de tubera recto. b.Experiencia B. Prdidas localizadas en codos de 90 curvos o en escuadra.c.Experiencia C. Prdidas localizadas en una vlvula de compuerta. 3. Evaluacin de las Prcticas. Pre-laboratorio: Es obligatoria su presentacin antes de cada practica (prueba corta). En esta se evaluar la losconocimientostericosyprocedimentalesdelaprcticaarealizar.Tendrunaduracinde10a15 minutos. Informedelaboratorio:EsobligatorialapresentacindeunInformegrupal(mximo4integrantes)que muestre en forma secuencial y ordenada los resultados obtenidos en la experimentacin. Este informe debe presentarse de acuerdo con el formato anexo y tendr un mximo de tres pginas. Post-laboratorio:Enfechaposterioralarealizacindelaprcticaserealizarunapruebalarga,dondese evaluarn los conocimientos prcticos adquiridos por el estudiante durante la realizacin de la sesin prctica y elaboracin del informe. Tendr una duracin de 90 minutos. Pre-laboratorio20% Informe40% Post-laboratorio40% 1.- Presentacin (Claridad del formato) [2pts] 2.- Procesamiento de datos (clculos, graficas) [6pts] 3.- Anlisis e interpretacin de los resultados[8pts] 4.-Capacidad de sntesis (Resumen, introduccin y conclusiones)[4pts] Ttulo de la prctica Autor 1 C.I.; Autor 2 C.I.; Autor 3 C.I. rea de Tecnologa, Programa de Ingeniera Mecnica. Prof.Asignatura prctica, seccin #, fecha de realizacin de la prctica e-mail Autor 1; e-mail Autor 2; Resumen: El ttulo se escribir en Times New Roman 16 y negritas, el resto de la informacin del encabezado serenTimesNewRoman12yespaciosimple.LosnombresdelosautoresseescribirncomoApellido seguido del nombre y la cedula de identidad. El resumen debe contener una pequea justificacin del trabajo, seguidadelosobjetivosacumplirenlaprctica,metodologaexperimentalutilizadaylosresultadosy conclusionesmsimportantesobtenidos.Nodebeexcederde100palabras.Elinformetcniconodebeser mayor a tres pginas. 1.INTRODUCCIN Breveintroduccindondeseenuncianlosobjetivos, metodologa, montaje experimental, esquemas y figuras. 2.DATOS EXPERIMENTALES Sepresentantabuladosenlasunidadesquefueron medidos, con orden y de forma clara y comprensible. 3.RESULTADOS Enlapresentacindelosresultadosseutilizael SISTEMAINTERNACIONALdeunidades.Se presentanpreferiblementeenformadetablasogrficos. Los clculos y las ecuaciones empleadas deben colocarse enelApndice.Lasecuacionesutilizadasdeben escribirse en un editor de ecuaciones. Tablas Cadacolumnadebeidentificarseplenamenteconsus respectivas unidades. Las tablas deben titularse en la parte superior. Grficos -Lospuntosexperimentalesdebernnotarsepormedio desmbolos(o,x,+,etc.),debeincluirse unaleyenda en el grfico con los smbolos utilizados. -Deben titularse en la parte inferior y su compresin no debeestarsujetaalalecturadeltextodelreporte(los ejes deben identificarse plenamente) Ecuaciones de ajuste Algunasvecesserposibleyconvenienterealizarel ajustedelosresultadospararepresentarlacurva.En ningn caso se incluirn los clculos en esta seccin. 4.ANLISIS DE RESULTADOS Sedeberncomparareinterpretarlasposibles desviacionesdelosresultadosobtenidosconrespectoa los esperados. Es conveniente presentar un anlisis de las posiblesfuentesdeerrorycmocorregirlas,con sugerenciasadecuadas.Otrostpicosincluyenla mencindecircunstanciasespecialesodificultadesque puedeninfluirsobrelosresultados,discusindelas aproximacioneshechasyjustificacindelas observaciones.Cabesealarqueladiferenciaentrelos valoresobtenidosylosvaloresdecomparacin,se expresan en porcentajes de desviacin con respecto a los valores tericos. 5.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Debern colocarse en grado de importancia considerando los fundamentos tericos del tema en estudio. 6.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Apellido N. Ttulo del artculo. Revista, ao, numero (volumen), pginas inicio y fin. ApellidoN.Nombredellibro.Editorial,ediciny ao. Pgina. NOMENCLATURA X: Significado del smbolo [Unid. SI] Tabla 1. Ttulo de la tabla x (m)T1 (K)T2 (K) X1T11 T21X2T12 T22 Figura 1. Ttulo de la figura. Enelcasoquelatablaofigurarequierandemayor espacioaldeunacolumna,sepodrutilizarelancho completo de la hoja manteniendo los mrgenes externos. APNDICES Deberincluirseelmtododeclculocompletodel reporte, realizando slo un clculo tpico por resultados. 01020304050600 20 40 60 80 100Temperatura(K)Distanciaaxial(mm)T1(K) T2(K)3,0 cm 3,0 cmUn espacio Un espacio 1,0cm2,0 cmPrctica N 1. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS. Objetivo general Reconocerlaspropiedadesviscosidadydensidadde un fluido. Objetivos especficos Determinarexperimentalmenteladensidadyla viscosidad dinmica de un fluido. Calculartericamenteelpesoespecfico,la viscosidadcinemticayladensidadrelativadeun fluido. Equipos Necesarios: Experiencia A. Determinacin de densidad. Experiencia B. Determinacin de viscosidad dinmica: 1. Balanza (a). 2. Cilindro Graduado (b). 3. Termmetro. 4. Nivel. 5. Cronmetro. 6. Viscosmetro de cada de Esferas Tipo Hoppler (c). Fig. 1.1 Equipos a Utilizar. Consideraciones Tericas: Masa(m):eslamagnitudquecuantificalacantidad demateriadeuncuerpo.Launidaddemasa,enel SistemaInternacionaldeUnidadeseselkilogramo (kg).Nodebeconfundirseconelpeso,queesuna fuerza. Volumen(V):esunamagnituddefinidacomoel espacioocupadopor uncuerpo.La unidad demedida devolumenenelSistemaInternacionaldeUnidades es el metro cbico (m3), aunque tambin acepta el litro (lt). Densidad():paraunasustanciaessumasapor unidad de volumen [Kg/m3]: Vm= [Kg / m3] ec. 1 DensidadRelativa(S):expresalarelacinentrela densidaddeunasustancia(sust)yladensidaddel agua destilada (H2O)a presin atmosfrica y 4C:O HsustS2=ec. 2 PesoEspecfico():eselpesodelfluidoporunidad de volumen del mismo [N/m3]: gVg mVW = = [N / m3] ec. 3 Viscosidad:eslaoposicindeunfluidoalas deformacionestangenciales.Unfluidoquenotiene viscosidad se llamafluido ideal, en realidad todos los fluidosconocidospresentanalgodeviscosidad.La viscosidaddeunfluidopuedemedirseatravsdeun parmetrodependientedelatemperaturallamada viscosidaddinmicaosimplementeviscosidady denotadocomo(enelSI:=1Kgm-1s-1= 10Poise);oatravsdelaviscosidadcinemtica, designadocomo,yqueresultaserigualalcociente de viscosidad dinmica entre la densidad: =[m2/s] ec. 4 Metrologa:eslacienciaqueestudiatodoslos aspectostericosyprcticosreferidosalamedicin detodaslasmagnitudes,comoporejemplo:masa, longitud,tiempo, temperatura, etc. Apreciacin:eslamenormedidaquepuede registrarseconuninstrumento,esdecir,elvalor mnimo de las divisiones de la escala graduada. Estimacin:eselmenorintervaloqueelobservador puedediscerniroaproximarenlaescaladel instrumento. Datos Experimentales: Experiencia A: Aceleracin de la gravedad: g = 9,81m/seg2. Temperatura del Agua. Masa de los Cilindros Graduado (mcil): CilindroMasa (grs) 01233.70 02235.40 03240.20 Experiencia B: 1Kgmscg = 1uuucP (cP = centiPoise) Esferas para el ensayo de viscosidad: ESFERAN1 N2 N3 N4 N5 N6Dimetro (mm) 15,87515,50015,08114,28813,49410,312 Masa (grs) 16,32015,20013,96011,89010,0104,480 Densidad Rel (S) 7,79607,80007,77837,79037,78907,7908 Constante0,004660,247471,191754,9216511,461939,0679 Procedimiento Experimental: Experiencia A: con cada cilindro debe: 1.Identificarelcilindrograduado(pornmero)e identificar el fluido que contiene (por sombre). 2.Medirelvolumen(V)defluidocontenidoenel cilindro. 3.Medirlamasatotaldelcilindro(mt)quecontieneel lquido en estudio. Clculos a Realizar: Masa Neta de Fluido en el cilindro (mn): mn = mt -mcI [Kg]ec. 5 Densidad Experimental(exp): utilizarec. 1 Densidad Relativa (S):utilizarec. 2 Peso Especifico ():utilizarec. 3 Experiencia B: 1.Medirlatemperaturadelaguacontenidaenel viscosmetro de Hoppler. 2.Tomarnotadelfluidoaensayarydelnmerodela esfera empleada. 3.Verificarconayudadelniveldegotaqueel viscosmetro este nivelado. 4.Extraer el esparrago de parada (punto 2 en fig. 1.1-c) y girar el viscosmetro 180 de modo que la esfera quede en la parte superior del mismo. 5.Girar nuevamente el viscosmetro de modo que pueda insertar el esparrago de parada y comience el descenso de la esfera. 6.Medir el tiempo (t) empleado por la esfera en recorrer la distancia entre las dos marcas ms lejanas presentes eneltubodecada(punto1enfig.1.1-c).Eltiempo semidedesdeelmomentoenquelaesferatocala marcasuperiorhastaelmomentoenquealcanzala marca inferior. 7.Repetir los pasos 4 al 6 otras dos veces. Clculos a Realizar: Tiempo Promedio de Cada de la Esfera (tprom): tpom =t1+t2+t33 [s]ec. 6 Viscosidad Dinmica (): p = K (SS - S]) tpom[cP] ec. 7 Viscosidad Cinemtica (): utilizarec. 4 ATENCIN:Losresultadosdelaec.7(viscosidad dinmica) deben convertirse a unidades S.I. Donde: K: constante de la esfera. SS: densidad relativa de la esfera. Sf: densidad relativa del fluido ensayado (S de la Exp. A) : densidad del fluido ensayado (calculado en Exp. A) Trabajo a Realizar: ExperienciaA:paracadaunodelosfluidoscontenidos en los cilindros deber: Calcularla masa de fluido (mn), densidad (), densidad relativa (S) y peso especfico (). ExperienciaB:paraelfluidocontenidoenel viscosmetro, se tendr que calcular: Las viscosidades: dinmica () y cinemtica (). Adems deber: Buscar valores tericos de densidad y viscosidad para losdistintosfluidosensayadosycompararconlos resultados experimentales. Tabla de Datos: Experiencia A. Cilindro N FluidoV (ml)mt (grs) Temp. Fluidos (C) 1 2 3 Experiencia B. Esfera NTiempo (s) Tabla de Resultados: Experiencia A. Fluido mn (Kg) V (m3) exp (Kg/m3) teo (Kg/m3) S (N/m3) Experiencia B. Fluido Esfera N tprom (s) (cP) (Kg/ms) (m2/s) Objetivo gReconclculohidrostObjetivos Medir barmCalculutilizanVerificuso deIdentifLabora Equipos NExperienc1.BarmExperiencreposo: 1.Cilindr2.Manmdiferen3.Tubo f4.Pipeta Fig. 2.1 Experiencmanmetro1.Calibr2.Man3.Pesos Fig. general nocerelconceomediantelattica. especficos lapresinametro. larlapresin ndo un piezmcarlacalibracel calibrador deficardiferenteatorio de EnergNecesarios: ia A. Medicinmetro de MercuiaB.Presiro graduado (bmetrodetuboncial) (c). flexible y term(d). Equipos a utiliiaC.Verificos:rador de Manometros de Prus Complementa2.2 Equipos a uptodepresinaecuacinfuatmosfricapoejercidaporlmetro diferenciacindemane mbolo. smanmetrosgtica (LAEN)n de presin aturio (a). nejercidapb) oenUconametro digital.izar en las expecacindelaometros de Embeba (b). arios de 5N y 1 utilizar en la exPrcticn,sumedicinundamentaldeormediode quidosenrepal. metroshaciensexistentesen). tmosfrica: porlquidos agua(piezme. eriencias A y B.acalibracin bolo (a). 10N. periencia C a 2. Manomet ny ela un poso ndo nel en etro de ConsidePrcomsobfluUnPrcuaunPrsisatmMalqApregmEsobdel Datos EExperieDenExperieTemAprExperierePes ProcediExperie1.Experie1.2.3.tra eraciones terresin(P):lapmo la componbrelasuperficuidoporunidanidades SI,N/mresin atmosfralquier punto dnidades SI es apresinmanomstema cuando smosfrica. anmetro:apquido para detepreciacin:esgistrarseconunimo de las divstimacin:esservador puedel instrumento.Experimentaleencia A: nsidad relativaencia B: mperatura del areciacin del cencia C: ea del pistn (Asos pistn: 5N;imiento Experencia A: Medir la alturbarmetro: hbencia B: Medir la tempSumergir la pse le indique.sobre la escalalesquemadde: a, b, c.Medir h sobFigura 2.3 Alturicas: presinsobre nente normal deciedeundeteraddereaelmm Pascal (Prica: presin ede la atmsferaproximadamentrica:eslapse toma como paratoqueemrminar diferenslamenor uninstrumentovisiones de la eselmenor e discernir o apes: del mercurio: agua. ilindro graduadA): 1 cm2. pesos suplemerimental: ra de la columbar (cm de mercperatura del flupipeta hasta de. Tomarnota la del cilindro delafigura2.3bre el piezmet uras a Medir (Eunfluido,se e la fuerza querminadovolummismo:P=F/a). ejercida por el aa. A nivel del mnte 101325 Pa.resinqueejereferencia la pmpleacolumnncias de presinmedidaque o,esdecir,elescala graduadintervaloquproximar en la Shg=13,6 do: 1 mm entarios: 5N y mna de mercuriocurio: cmHg).uido. eterminado punde las profundgraduado de ac3.Anotarlosvtro diferencial.Experiencia B) define e acta mende /A.En aire en mar en erceun presin nasde n. puede lvalor da. ueel escala 10N.o en el nto que didades cuerdo valores Clculos a Realizar: Presin atmosfrica: bar hg atmh P = [Pa] ec. 1 Profundidades: c a h =1[m]ec. 2 c b h =2[m]ec. 3 Presin Manomtrica en la profundidad c (PCman): ( ) ( ) h h PO H O H Cman + =2 22

[Pa]ec. 4 12h PO H Cman = [Pa] ec. 5 Ec. 4: Para el clculo de presin por manometra. Ec.5:Paraelclculodepresincuandoseconocela profundidad del punto en estudio (EFH). Donde: H2O:pesoespecificodelagua(N/m3),ala temperatura de trabajo. h1: longitud sumergida de la pipeta (m). h2: nivel el agua dentro de la pipeta (m). h: diferencia de niveles en el piezmetro (m). Presin absoluta (PCabs): Cman atm CabsP P P + =[Pa]ec. 6 Patm:presinatmosfricalocalcalculadaconla ecuacin 1. PCman: presinmanomtricacalculadapormediodela ecuacin 5. Experiencia B: 1. Tomar nota del primer peso aplicado (pistn). 2. Tomarelvalordepresinindicadoporlos manmetros a probar (recuerde anotar las unidades). 3. Variarlapresinejercidahaciendousodelospesos suplementarios (N/cm2): 10N, 15N y 20N.4. Repetir los pasos 2 y 3. Clculos a Realizar: Convertirlosvaloresdepresinaplicada(N/cm2)ylos valoresdelaspresionesledasenlosmanmetrosde prueba1y2(Pa,Psi,Bar,etc.segnseaelcaso)a Pascales. Trabajo a Realizar: Experiencia A: Convertirlaalturadepresinatmosfricadel barmetro a Pascales. Experiencia B: Calcular la presin manomtrica en la profundidad c pormediodelManmetrodeTuboenUo piezmetrodiferencial(ec.4)ydelaEcuacin FundamentaldelaHidrostticaEFH(ec.5). Analice y comente. CalcularlapresinabsolutaencenunidadesdelSI (Pa) y del Sist. Ingles (Psi). Experiencia C: Compararlapresinaplicada(peso)conlaslecturas (valordepresin)delosmanmetrosprobados, indicandosilosmanmetrosseencuentran calibrados. Justifique su respuesta. Adems deber: Identificaralmenoscinco(5)manmetrospresentes en el LAEN. Tabla de Datos: Experiencia A y B. a (cm)b (cm)c (cm) h (cm) Temp Agua (C) hbar (cmHg) Experiencia B. Presin Aplicada (N/cm2) 5101520 Presin Leda Man. 1 (_____) Presin Leda Man. 2 (_____) Tabla de Resultados: Experiencias A y B. Patm (Pa) h1 (m) h2 (m) PCmanPCabs Ec. 4 (Pa) Ec. 5 (Pa) PaPsi Experiencia C. Presin Aplicada (peso) Presin Leda en Manmetro de Prueba N/cm2Pa Man. 1 (Pa)Calibrado (SI/NO) Man. 2 (Pa) Calibrado (SI/NO) 5 10 15 20 Nota:considereelmanmetrocalibrado,siladesviacin porcentualentrelamedidadelmanmetroensayadoyla presin ejercida por el embolo no supere el 5%. O O C D P1.2.3.4.5.6.

Objetivo generEvaluarel hidrostticaObjetivos especDeterminar ejercida por sumergida. Compararlfuerza hidro Fig.ConsideracioneCentrode resultantedsobrelosdicuerpo.La desdelasupcomo yc.Centrode sumergido distribuyen edeaplicacimismoequicentro de prcuerpodesddenota comoDatos ExperimLado del torPeso (P): 12rocedimiento .Medir la tem.Llenar el rec.Desplazarlaequilibrio de.Tomar nota .Abrir el grifhasta la altur.Repetir los pral efectodelaa. cficos enformaexpun fluido en relafuerzahidsttica obtenid. 3.1 Arreglo Ees Tericas: gravedad(cg)detodaslasfuferentespuntodistanciamedperficielibrehpresiones(actanuncen toda la supendelafuerzilibrioquela resin. La distadelasuperfico yp. mentales: oide (Lc): 100 2.67N. Experimentamperatura del acipiente hasta lamasaPhacel sistema.en centmetro fo de descarga ra que se le indpasos 3, 4 y 5 pPrcticaSUPaprofundidad erimentallafueposo sobre unrostticaexpeda tericamenteExperimental g):puntode uerzasquela osmaterialesqdidasobreel hastaelcgdel (cp):sobrecconjuntode erficie de dichozaresultante presindistribancia medida scielibrehastamm. l: gua con el terma altura que secialaderecha de los valores dejando bajardique. para otras 2 proa N 3. FUERZPERFICIES Psobrelafuefuerzahidrostna superficie plerimentalcone. (vista lateral)aplicacindegravedadejequeconstituyenplanodelcuecuerposedencualquiercuefuerzasque o cuerpo; el puqueproducirbuidaesllamsobre el plano adichopuntommetro. le indique. hastaobtenerde x y y1. r el nivel del aofundidades.ZA HIDROSTPLANAS SUM erza tica lana nla Equipo1.Toro2.Regl3.Tanq4.Nive5.Term . Fi ela erce nel erpo nota erpo se unto el ado del se rel gua Clculo DistCy = Donde: Mom IxcNota:ELa ecua Centy yp = Fuermom3.2) ( y h +2Donde: FuerFteo H TTICA SOBMERGIDAS.s Necesarios:oide de seccinla graduada y bque de almacenel. mmetro. ig. 3.2 Arregloos a realizar:ancia de la sup21cLh + =h1 = y1 (Lcmento de inerci124cL=

EcuacindeIXCacin cambia setro de presin tA yIycXCc+ rza hidrostticamentos alrededse tiene:) F yexp Hp= h2 = 0.3 (Lrza Hidrostticyc O H =2BREn cuadrada. balanza. namiento de ago Experimentaperficie libre al c+0.02)ia del cuerpo re Cvlidasolopegn la forma gterico (yp): a experimentalor del pivote (P x Lc+h1)a Terica (FHteAgua. al (vista frontal centroide (yc)[m] [m] especto al cent[m] paraseccionesgeomtrica de[m] l (FHexp): del eq(punto O en las [N] [m] eo): [N] al).: ec. 1 troide (Ixc): ec. 2 scuadradas. la seccin. ec. 3 quilibrio de s figs. 3.1 y ec. 4

ec. 5 Error (%E):%E = _(PHtcc-PHcxp)PHtcc_ 1uuec. 6 Trabajo a Realizar: Calcular para cada profundidad: Distancia al centroide (yc) y al centro de presiones (yp). Fuerza Hidrosttica experimental. Fuerza Hidrosttica terica. Error porcentual entre ambas. Analice y comente Adicionalmente deber: Analizarlavariacinycomportamientodeladistancia que separa al centro de gravedad del centro de presin con relacin a la profundidad. Indicar Qu error introduce considerar yc como punto de aplicacin de fuerza hidrosttica? Tabla de Datos:

Posiciny1 (cm)x (cm) Temp. Agua (C) 1 2 3 Tablas de Resultados: Pos.123 h1 (m) yc (m) Ixc (m4) yp (m) h2 (m) FHexp (N) FHteo (N) %E Prctica 4. Medicin de caudal en una tubera Objetivo general Reconocer los mtodos e instrumentos para la medicin del flujo volumtrico. Objetivos especficos Determinarelcaudalmedianteelmtodovolumtricoode aforo. Calibrarelrotmetroutilizandolosresultadosprovenientes de la aplicacin del mtodo volumtrico.Determinar los coeficientes de flujo para el tubo Venturi y la placa orificio. Equipos Necesarios: ExperienciaA.Medicindecaudalporelmtodo volumtrico: 1.Rotmetro. 2.Tubo de aforo. 3.Regla Graduada. 4.Cronometro. 5.Tanque Receptor. ExperienciaByC.Medicindecaudalpormediodeltubo Venturi y/o placa orificio: 1.Tubo Venturi o Placa Orificio. 2.Piezmetro diferencial o tubo en U con Mercurio. 3.Rotmetro. Consideraciones Tericas: Caudal gasto volumtrico (Q): se define como el volumen (v)defluidoqueatraviesaunaseccin(A)dadaen determinado tiempo (t). =vtec.1 Lavelocidadmediadelfluido(V)seobtienemediantela ecuacin de continuidad. Para una tubera de seccin circular: I =4n2 ec.2 Tubo Venturi: instrumento para medir caudal en una tubera. Es una seccin de tubera insertada en la lnea, que asemeja a unaboquillayaquetieneunaporcinconvergentedesdeel dimetrointernodelatuberahastaunagarganta,seguida nuevamenteporunaseccindivergentedesdelagarganta haciaeldimetrointernodelatubera.Seutilizaun manmetrodiferencialparacalcularladiferenciadepresin entre las posiciones 1 y 2. (Fig. 4.2). Placa orificio: es un instrumento de medicin de caudal, que constadeunaplacademetal,bronce,aceroinoxidable,etc., que lleva un orificio circular de dimetro D2 concntrico con elejedelatuberadedimetroD1.Tambinutilizaun manmetrodiferencialparacalcularladiferenciadepresin entre las posiciones 1 y 2. (Fig. 4.3). ParadeterminarelcaudalatravsdeltuboVenturiodela placaorificio(medidorestipoobstruccin)solosenecesita medirlacadadepresinyutilizarlasecuacionesobtenidas de la aplicacin de la ecuacin de Bernoulli entre los puntos 1 y 2 (Figs. 4.2 y 4.3) I= I2 A2= A2_2g (P1-P2)yH20_1 -[A2A12_ ec. 3 Donde QI es el caudal ideal que pasa a travs del instrumento demedicin,sinconsiderar lasprdidasdecargaquese producen en el mismo. Para determinar el caudal real (QR) se debedeterminaruncoeficientededescarga(Cd)porva experimental, el cual corrija el caudal ideal: R= Cd Iec.4 Tambin se define un coeficiente de flujo (Cq) de forma tal de simplificarlaecuacin.Estecoeficienteeselquesereporta habitualmenteenlasgrficasdecalibracin(verFigs.4.4y 4.5) Cq=Cd_1 -[A2A12=Cd1 -m2 ec. 5 Donde: m =A2A1ec.6 Finalmenteelcaudalrealquepasaporelinstrumentose obtiene de la siguiente manera: R= Cq A2_2g PyH20ec.7 Datos Experimentales: Experiencia A: 1cm en el nivel del tanque equivale a 3,95 litros. Experiencia B y C: Dimetro de:Tubera: D1 = 0,054m. Tubo Venturi: D2= 0,025m. Placa Orificio: D2= 0,0305m. Fig. 4.1. Arreglo experimental de la experiencia A. Volumen inicial de fluido en el tanque Volumen almacenado en el tiempo t z1;t1=0seg z2; t2=t Q h=z2-z1 z+Procedimiento Experimental:

Experiencia A: 1.Medir la temperatura del agua. 2.Abrirlallavededescargadelatuberaparaqueelfluido caiga en el tanque receptor (pileta) y esperar a que el flujo (chorro) se estabilice. 3.Fijar un caudal en el rotmetro 2 y anotar el valor (QRot). 4.Medireltiempoqueelindicadordeniveldeltanquede aforo tarda en subir de z1 a z2. Anote el intervalo de tiempo (t) en segundos. 5.Repetir el paso 4 dos veces.6.Repetir los pasos 3, 4 y 5 para otros 3 caudales. Clculos a Realizar: Volumen (v): v= S,9S(b)[L]ec.8 Caudal calculado por el Mtodo Volumtrico (QV): v=vt[LPS]ec.1 Caudal promedio (QVProm): vPom=1+2+3S [LPS]ec.9 %Error: %E = _(Rot-vPom)vPom_ 1uu ec.10 Fig. 4.2. Esquema del tubo Venturi. Fig. 4.3. Esquema de la placa orificio. Procedimiento Experimental: Experiencia B y C: LasexperienciasByCposeenelmismoprocedimiento experimental y metodologa de clculos:1.Hacer circular el fluido por el sistema (tubera) en el cual se encuentra instalado el tubo Venturi y la placa orificio. 2.InstalarelpiezmetrodiferencialdetuboenUeneltubo Venturi. 3.Fijaruncaudalinicialenelrotmetro2yanotarelvalor (QRot). 4.Tomar la lectura del piezmetro diferencial (h). 5.Repetir los pasos 3 y 4 para otros cuatro caudales. 6.Conectar el manmetro de tubo en U en la placa orificio. 7.Repetir los pasos 3 al 5. Clculos a Realizar para la Experiencias B y C: Diferencia de altura de presin: PyH2O= b(Shg-1)[m]ec. 11 Caudal ideal (QI):[m3/s]ec. 3 Con el caudal del rotmetro obtener el caudal real (QR): R= 1,1497ot-SS4.84[LPH]ec. 12 Coeficiente de descarga (Cd):Cd=RI ec.13 Coeficiente de flujo (Cq):ec. 5 Velocidad en la tubera (V1) I1=4Rn12[m/s]ec. 14 Numero de Reynolds (Re) Rc =vI1v ec. 15 Relacin de reas (m):ec. 6

ObtenerCqgraficadelagraficacorrespondiente(Figs.4.4 4.5). Utilice el nmero de Reynolds y m. %Error: %E = _Cq-Cq gu]cuCq_ 1uuec. 16 Donde: h: Lectura tomada del manmetro en U convertida a metros de columna de mercurio (mHg). Trabajo a realizar: Experiencia A: para cada caudal fijado en el rotmetro deber: Concadamedicindetiempo(t)calcularuncaudal volumtrico (QV) Calcular el Caudal Volumtrico Promedio (QVProm). ConstruyalacurvadecalibracindelRotmetroN2, graficandoCaudalReal(ordenadas)Vs.CaudalRotmetro (abscisas).UseEXCELagregandounalneadetendencia con un ajuste lineal para obtener la ecuacin R= (Rot) 0h12 D1, V1 D2, V2 Q P2 P1 P1>P2 V1P2 V1