Informe: MEDIDORES DE FLUJOLABORATORIO DE FLUIDOS SÓLIDOS Y CALORDEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y

AMBIENTAL

Integrantes:Juan David Sierra Arias

Geraldine Reina SánchezJose Rodrigo Ibarra Miño

Julián Felipe Rodríguez Rubiano Sebastián David Ariza Quiroga

Jose Felipe Pinzón Niño Fecha de Entrega

20/10/2015 1:00pm

TABLA DE DATOS1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

FLUJO (L/min) 60 55 53 45 37 32 26 20 16 9,6ROTAMETRO (mm) 226 200 190 150 130 110 90 70 50 30

RANURA (in) 3,6 6 5,5 4,7 4,2 3,6 3,1 2,7 1 1,5VERTEDERO (cm) 14,8 13,6 12,7 14,1 10,2 9,2 8,3 7,2 6 4,7

LONGITUDES MANOMETRICAS (cm Hg)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ROTAMETROEntrada 3 62 62 61,5 61,5 61,5 61,5 61,5 61,5 61,5 61,5Salida 4 56 56 56 56,5 57 56,5 56,5 56,5 56,5 56,5

ORIFICIO DESCONICIDO

1 D antes 5 77 73 70 67 65,5 61,5 63 62 61,5 610,125 D 6 57 58 58,5 59,5 60 60 60 60,5 60,5 60,50,25 D 7 57 58 58,5 59,5 60 60 60 60,5 60,5 60,50,5 D 8 57 58 58,5 59,5 60 60 60 60,5 60,5 60,51 D 9 57 58 58,5 59,5 60 60 60 60,5 60,5 60,5

1,5 D 10

58 59 59 60 60,5 60,5 60,5 60,5 60,5 60,5

2 D 11

60 60,5 60 60,5 61 61 60,5 60,5 60,5 60,5

8 D 12

62 62 61,5 61,5 61,5 61,5 61 61 60,5 61

ORIFICIO CONOCIDO

1 D antes 13

65 63,5 62 61,5 61 60,5 59,5 59,5 61 59

0,333 D 14

53,5 55 55,5 57 57,5 58 58 58,5 59 59

6 D 15

57,5 58 58 58,5 58,5 58,5 58,5 59 58,5 59

VENTURI

Antes 16

62,5 62 61,5 61,5 61 61 60,5 61 59 58,5

Cuello 17

57 53 58 59 60 60 60 60 60,5 60

8 D 18

62 61,5 61 61 61 60,5 60,5 60,5 60,5 60,5

MUESTRA DE CALCULOS Y RESULTADOS Verificación de la curva de calibración del rotámetro

0 10 20 30 40 50 600

50

100

150

200

250

TeoricoReal

Flujo (L/min)

Lectur

a del R

otame

tro

Grafica No. 1 Lectura del rotámetro en función del flujo volumétrico.

Calculo del Diámetro del orificio desconocido y su porcentaje de pérdida permanente de presión.Para calcular el diámetro del orificio desconocido primero se determina un ΔP entre los manómetros 6 a 12 y el ubicado en 5, con esto se construyen gráficos de caída de presión respecto a la distancia, por ejemplo para la corrida 1, con un flujo de 60 L/min, tenemos:

∆ P=77cmHg−57cmHg∆ P=20cmHg Distancia

(D)Flujo (L/min)

0,125 0,25 0,5 1 1,5 2 8P (cmHg)

60 20 20 20 20 19 17 1555 15 15 15 15 14 12,5 1153 11,5 11,5 11,5 11,5 11 10 8,545 7,5 7,5 7,5 7,5 7 6,5 5,537 5,5 5,5 5,5 5,5 5 4,5 432 1,5 1,5 1,5 1,5 1 0,5 026 3 3 3 3 2,5 2,5 2

20 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 116 1 1 1 1 1 1 19,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0

Tabla No. 1 Caída de presión en función de la distancia en diámetros de tubería.

0.125 0.25 0.5 1 1.5 2 80

5

10

15

20

6055534537322620169,6

DISTANCIA (Diámetros)

P (c

m Hg

)

Grafica No. 1 Caída de presión en función de la distancia en diámetros de tubería.

Se determina la caída de presión máxima para cada flujo con la siguiente fórmula:Pmax=g ∙∆Zmax ∙ (ρHg−ρH 2O ) 1)

Con esta información se puede determinar el diámetro del orificio del siguiente modo:

Q=CO ∙ AO

(1−β4 )0.5 (2∆Pmaxρ )

0.5

2¿

CO es el coeficiente de descarga del orificio = 0,61 para Re>20000, AO es el área del orificio, β esDo /D, Do es el diámetro del orificio y D es el diámetro de la tubería.Para esto se requiere el gráfico de log Q vs. Log (∆ Pmax) donde la pendiente debe ser cercana a 0,5 y el intersecto con el eje permite despejar el área del orificio

4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.78.6

8.7

8.8

8.9

9

9.1

9.2

9.3

9.4

9.5

9.6f(x) = 0.598225981203661 x + 6.29853667354109

Log ∆ max𝑃

Log

Q

Grafica No. 2 Flujo dado por el rotámetro en función de la caída de presión máxima.

k=CO ∙ AO

(1−β4 )0.5 (2ρ )

0.5

3¿k=CO ∙

π ∙D o2

4

(1−DoD4)0.5 ( 2ρ )

0.5

Para un D de la tubería de 0,995 in o 0,03m, tenemos:

6,2985=0,61 ∙

π ∙ Do2

4

(1− Do0,03

4)0.5 ( 2999,8 )

0.5

Do=0,03mPara calcular el porcentaje de perdida permanente de presión se

utiliza:P1D−P8D∆Pmax

∙10077−6289,77

∙100%=16,70

Calculo del coeficiente de descarga del medidor de orificio conocido y el porcentaje de pérdida permanente de presión.Para determinar el coeficiente de descarga del medidor de orificio conocido se determina la caída de presión máxima para cada flujo con la ecuación 1) usada anteriormente.Luego se calcula con la ecuación 2) y de la misma forma el coeficiente k con la ecuación 3).

4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.78.4

8.5

8.6

8.7

8.8

8.9

9

9.1

9.2

9.3

9.4f(x) = 0.578094637858216 x + 6.1476675503552

Log ∆ max𝑃

Log

Q

Grafica No. 3 Flujo dado por el rotámetro en función de la caída de presión máxima.

k=CO ∙

π ∙D o2

4

(1−DoD4)0.5 ( 2ρ )

0.5

Conociendo el diámetro de orificio, 0.584 in o 0.01m y el diámetro de la tubería 0.995 in o 0.03m, tenemos:

6.1477=CO ∙

π ∙0.012

4

(1−0.010.03

4

)0.5 ( 2ρ )

0.5

CO=3,74Para calcular el porcentaje de perdida permanente de presión se utiliza:

P1D−P8D∆Pmax

∙10065−57,593,154

∙100%=8,05

Calculo del coeficiente de descarga del medidor Venturi y el porcentaje de pérdida permanente de presión.Para calcular el coeficiente de descarga del medidor Venturi se realiza con el mismo procedimiento que para el cálculo con el orificio conocido.

4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.78.5

8.6

8.7

8.8

8.9

9

9.1

9.2f(x) = 0.331801635924275 x + 7.3358205607006

Log ∆ max𝑃

Log

Q