práct. 3 medidores de flujo
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medidores de flujo en una practica de la unitec para la carrera de ingeniería mecánica del quinto cuatrimestreTRANSCRIPT
Mecánica de Fluidos UNITEC Campus Sur Enero 2011
Universidad Tecnológica de México
Ingeniería Mecánica Materia: Mecánica de Fluidos
Práctica 3
Área: Ingeniería
Mecánica de Fluidos UNITEC Campus Sur Enero 2011
Práctica No. 3 Medidores de flujo
Fecha de Elaboración: ____________ Fecha Revisión: _________________ Responsable: ___________________
Objetivo
Estudiar como se distribuye (fluye) el gasto en un sistema de tuberías, en función de la resistencia que presentan éstas..
Normas de Seguridad. No tener contacto directo (con piel, ojos o vías respiratorias) con ninguno de los reactivos empleados en esta práctica. Cuando se pesen o midan los reactivos, tener cuidado de no derramarlos, en caso contrario limpiarlos inmediatamente. Extraer los reactivos de los frascos con espátulas y pipetas perfectamente limpias y no devolver a los contenedores los reactivos no utilizados. Al provocar reacciones de combustión, asegurarse de que el material no apunte hacia ningún compañero Al utilizar pipetas, hacer uso de propipetas, jamás succionar con la boca.
Cuando la sesión experimental haya finalizado, el alumno deberá limpiar su lugar de trabajo y cerciorarse de que las llaves del gas y del agua queden cerradas
Equipo de Seguridad. Bata. Lentes de protección.
Zapatos cerrados.
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Investigación Previa
1. Cálculos de accesorios en ramales de tuberías 2. Cálculo de K y pérdidas por fricción 3. Factor de rugosidad
Equipo.
Equipo EDIBON con 7 ramales de tubería de PVC de diferentes diámetros y
rugosidades instalados de manera horizontal y paralelos uno de otro,, los cuáles
deberán disponer de accesorios y válvulas para hacer las pruebas correspondientes.
Deberá contener además, un sistema de aislamiento de las tuberías, que permita
seleccionar la tubería, sin tener que desconectar el aparato, así como un tanque de
almacenamiento y otro volumétrico, en los cuales se manda el fluido mediante una
bomba centrífuga.
Reactivos.
Agua
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Marco Teórico.
De acuerdo a la trayectoria que sigue el fluido al pasar por los diferentes tipos de válvula
se origina una caída de presión que varía con el tipo de válvula y el tipo y cantidad del
fluido.
La presencia de accesorios ó válvulas en la línea , ocasiona cambios en el patrón de
flujo, ya que estos provocan una caída de presión corriente arriba, otra dentro del
accesorio ó válvula debida a la rugosidad (aspereza) y de la geometría del mismo y otra
caída de presión corriente abajo del flujo.La primera es muy pequeña pero las otras dos
son de magnitud apreciable.
Los métodos convencionales para medir las caídas de presión solo permiten hacerlo de
manera global, es decir, miden las 3 caídas de presión antes mencionadas.
Las pérdidas por fricción a través de accesorios y válvulas, se expresan en términos de
longitud equivalente, de una tubería recta, la cuál se suma a la longitud de tubería real
para dar lugar a la longitud total equivalente del sistema ya que se tiene el mismo factor
de rugosidad. La longitud equivalente de accesorios y válvulas puede correlacionarse
mediante el coeficiente de resistencia “K”. Éste coeficiente se define como el número de
pérdidas de cabezas de velocidad debidas al accesorio ó válvula y se puede expresar en
la siguiente ecuación.
K v2
h1 = ------------- …....(1)
2 gc
donde :
h1 = Pérdidas de energía por fricción
K = Coeficiente de resistencia
V = Velocidad del fluido
gc = Factor de conversión
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También
h1 = (f/D) …….(2)
K = (fL/di) …….(3)
h1 = Δp/ρ …….(4)
Sustituyendo (4) en (1) se tiene:
Δp 2 gc
K = ---------------------- .......(5)
ρ v2
La ecuación (5) puede ser usada para determinar experimentalmente el coeficiente de
resistencia para válvulas y accesorios.
Preparación de la Práctica. Tener el equipo listo, conectado y con cargado el tanque con agua.
Recomendaciones: Se deberá asegurar que al arrancar el equipo, la válvula principal se encuentre abierta.
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Desarrollo.
1. Encienda el equipo y abra la válvula principal para regular el gasto de agua a 3500
lts/hr (observar la medición en el indicador de gasto).
2. Abrir las válvulas de entrada a los Ramales No. 1, No. 2, No.4, No.5 y No.6 anotar
la caída de presión.
3. Tomar lectura de Δp para cada una de las tuberías del punto 2. Y determinar el
gasto por tubería.
4. Cerrar la válvula de entrada del Ramal No.1 y observa qué pasa con el medidor de
presión. Explica.
5. Cierra las válvulas de entrada de los Ramales No. 2 y No. 4 y observa que pasa con
el medidor de gasto y con el de presión, explica.
6. Ahora cierra todos los ramales menos el principal y checa la lectura en el indicador
de presión.
7. Abre poco a poco la válvula del Ramal No. 5, y observa la lectura de presión, luego
haz lo mismo con el Ramal No. 4 y luego con el Ramal No. 2 y observa la lectura
final de caída de presión, compárala con la obtenida en el punto 5. y explica lo
sucedido basado en el fenómeno de histéresis
Se sugiere el uso de los “by pass” a diferentes gastos observando los valores de caída
de presión.
Análisis y Presentación de Resultados.
De acuerdo a lo estudiado:
1. Tomando como base un gasto de 1500 lts/hr, realizar el cálculo de gasto por tuberías de manera teórica utilizando las tablas y gráficas correspondientes, cuando se encuentran abiertas las válvulas de todos los ramales.
2. Calcular los Hp de la bomba, así como la eficiencia de la misma.
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Notas para los Alumnos.
1. El reporte final de la práctica deberá ser entregado a máquina o en procesador de
textos (PC) sin excepción.
2. Las prácticas impresas solo sirven de guía y referencia.
3. No se aceptan copias fotostáticas del reporte final.
4. La entrega del reporte final de la práctica es por alumno.
Conclusiones del Aprendizaje.
Recursos Bibliográficos.
Mott, Robert L., Mecánica de los fluidos aplicada. Prentice-Hall. 1996.
Gerhart, Gross., Mecánica de fluidos. Addison-Wesley. 1995.
Shames, Irving H., Mecánica de fluidos. McGraw-Hill. 1995.
Fox, Robert; McDonald, Alan T., Introducción a la mecánica de fluidos. McGraw-Hill.
1995.
Streeter, Víctor L.; Wylie, E. Benjamín; Bedford, Keith W., Mecánica de los fluidos.
McGraw-Hill. 2000.
Crane., Flujo de fluidos en válvulas, accesorios y tuberías. McGraw-Hill. 1992.
Hansen, Arthur G., Mecánica de fluidos. Limusa. 1971.
Mataix, Claudio., Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas. Oxford. 1999.