LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS

PRACTICA 7: MEDIDORES DE FLUJO

LICENCIATURA DE INGENIERIA EN ENERGIAS RENOVABLES

INSTITUTO DE ENERGIAS RENOVABLES-UNAM OBJETIVOS:

Visualizar el flujo en un conducto auxiliándose de un chorro de tinta. Determinar el caudal para cada uno y calcular su número de Reynolds. CONCEPTOS INVOLUCRADOS:

Conservación de masa y ecuación de Bernoulli. EQUIPO:

Unidad de Medición de Flujo.

MATERIALES:

Flexómetro y cronómetro.

DESARROLLO:

Aplicando Bernoulli y el principio de conservación de masa se obtiene la expresión que calcula el caudal a partir de la placa de Orificio y del vénturi:

f

21

1/22

1

22i

ρ

)p2(pAA

1AQ−

−=

−

donde Qi es el caudal teórico. El caudal real se encuentra a partir de

Vol/tQR = siendo Vol es el volumen desplazado en un cierto tiempo t, con el caudal teórico y el ideal se puede calcular el coeficiente de descarga

i

Rd Q

QC =

donde Cd es el coeficiente de descarga; A2 es el área de la garganta u orificio, (D2=22mm para la placa de orificio y 18mm para el vénturi); A1 es el área del tubo aguas arriba (D1=39mm). Además,

)h)g(hρ(ρpp 21aguamercurio21 −−=−

y h1-h2 es la diferencia de alturas en el manómetro diferencial.

Tabla para el Vénturi: El coeficiente de descarga teórico para el Vénturi está dado por

4.5

d Dd

0.1960.9858C

−≈

donde D es el diámetro de la tubería y d es el diámetro menor del Vénturi. Volumen

[m 3] Tiempo

[s] Caudal

real QR

[m 3/s]

Velocidad de flujo

[m/s]

Número de Reynolds

[Re]

h1-h2 [m]

Caudal Ideal Q i [m 3/s]

Coeficiente de descarga

[Cd]

Coeficiente de descarga

teórico [Cd]

Tabla para la Placa de Orificio: El coeficiente de descarga teórico para la placa con orificio está dado por

0.5

d

681.2562

d Re10

)Dd

0.011Dd

(0.0037Dd

0.08Dd

0.050.5899C

+

+

−

+≈

Para tomas en las esquinas se recomienda

0.75

d

62.582.1

d Re10

)Dd

(0.0029Dd

0.184Dd

0.03120.5959C

+

−

+≈

donde D es el diámetro de la tubería y d es el diámetro menor de la placa. Volumen

[m 3] Tiempo

[s] Caudal

real QR

[m 3/s]

Velocidad de flujo

[m/s]

Número de Reynolds

[Re]

h1-h2 [m]

Caudal Ideal Q i [m 3/s]

Coeficiente de descarga

[Cd]

Coeficiente de descarga

teórico [Cd]

BIBLIOGRAFIA:

Frank M. White. Mecánica de Fluidos. Ed. McGRAW-HILL. Cengel Boles. Termodinámica. Sexta edición. Ed. McGRAW-HILL. Schaum. Mecánica de Fluidos e Hidráulica. Ed. McGRAW-HILL