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Universidad nacional “pedro Ruiz gallo”Escuela de ingeniería civil
MECÁNICA DE FLUIDOS – INFORME Nº 04 - 1-
Universidad nacional “pedro Ruiz gallo”Escuela de ingeniería civil
CONTENIDO
I. Objetivos
II. Equipos y Materiales
A. FME 00: Banco hidráulico
B. Probeta Graduada
C. Cronometro
III. Banco Hidráulico, descripción.
IV. Medidas de Caudales
V. Datos de Laboratorio
VI. Cálculos de Caudales
A. Para volúmenes pequeños (Probeta graduada)
B. Para volúmenes grandes (Banco Hidráulico)
VII. Conclusiones
MECÁNICA DE FLUIDOS – INFORME Nº 04 - 2-
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I. OBJETIVOS
Analizar y ejercitar al estudiante en la medida de caudales prácticos.
Hallar el caudal haciendo uso de banco hidráulico y probeta; y comparar los datos
obtenidos.
II. EQUIPOS NECESARIOS PARA EL ENSAYO
A. BANCO HIDRAÚLICO
Modelo FME00, este equipo tiene una bomba, un sumidero, en ella se coloca el
equipo de presión sobre superficies antes mencionado. También se pueden
calcular caudales prácticos. Construido en fibra de vidrio reforzada, poliéster y
está montado en las ruedas para la movilidad.
Este sistema modular ha sido desarrollado para investigar experimentalmente los
muchos y diferentes aspectos de la teoría hidráulica.
CARACTERISTICAS
El impulsor de acero -limpio.
La capacidad de tanque de -sumidero: 165 litros.
El cauce -pequeño: 8 litros.
La medida de flujo: el tanque volumétrico, calibrado de 0 a 7 litros para los
valores de flujo bajos y de 0 a 40 litros para los valores de flujo altos.
La parte superior del banco incorpora un canal abierto con canales laterales que
sirven de apoyo al accesorio que se está ensayando.
MECÁNICA DE FLUIDOS – INFORME Nº 04 - 3-
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El tanque de medición volumétrica está escalonado, permitiendo medir caudales
altos o bajos.
Al abrir la válvula de vaciado el volumen de agua medido vuelve al depósito
situado en la base del banco para su reciclado. El agua es traída desde el
depósito por una bomba centrífuga, y una válvula de control en by-pass montada
en el panel frontal regula el caudal. Un acoplamiento rápido de tuberías fácil de
usar situado en la parte superior del banco permite cambiar rápidamente de
accesorio sin necesidad de utilizar herramientas.
DIMENSIONES Y PESO
Las dimensiones aprox.: 1130x730x1000 mm.
El peso aprox.: 70 kg.
LOS SERVICIOS REQUERIDOS
El suministro de Agua.
El desagüe.
El cronómetro.
B. PROBETA GRADUDADA
Usado para medir la cantidad de fluido que obtenemos en un determinado lapso
de tiempo.
C. CRONOMETRO
En esta práctica nos permitirá medir en que tiempo se obtuvo cierta cantidad de
fluido.
III. BANCO HIDRÁULICO, DESCRIPCIÓN
MECÁNICA DE FLUIDOS – INFORME Nº 04 - 4-
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Una bomba centrifuga (2) aspira agua de un tanque sumidero (4) y la eleva por un
tubo vertical.
En un panel adosado al exterior se halla dispuesta, una válvula de control (8) que se
utiliza para regular el caudal que circula por el tubo, el cual termina en una boquilla
emplazada en el canal (13) y provista de un conector de conexión rápida (6). Este
conector (6) hembra para su acoplamiento. También es posible efectuar
acoplamientos especiales con la bomba desenroscando el conector (6). Para
ninguna de estas operaciones se precisan herramientas.
Una válvula de desagüe (3) se encuentra situada en el tabique vertical accesible del
tanque sumidero para facilitar su vaciado.
MECÁNICA DE FLUIDOS – INFORME Nº 04 - 5-
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La plataforma moldeada del Banco Hidráulico lleva un canal abierto (13) cuya parte
superior tiene un pequeño escalón cuya finalidad es la de de soportar, durante los
ensayos, distintos aparatos accesorios. Además del conector de entrada (6) el canal
incorpora una ranuras (7) y unos tabiques (12) que sirven de soporte a los
vertederos.
Cuando se trabaja con algún accesorio, el agua que se evacua se recoge en un
tanque (5) que permite realizar mediciones volumétricas. Este tanque es escalonado,
para dar cabida tanto a bajos como elevados caudales, y en el que puede acoplarse
una pantalla amortiguadora, con el fin de readucir el gado de turbulencia. En lugar
visible, un tubo de nivel (10), provisto de escala, se halla conectado a la base del
tanque volumétrico e indica, de forma instantánea, el nivel de agua en dicho tanque.
Una válvula de cierre, que se acopla al desagüe situado, también en la base del
tanque volumétrico, permite vaciar este actuando sobre aquella mediante un
accionador manual (1). Al levantar el accionador se abre la válvula y el agua del
tanque volumétrico retorna al tanque sumidero (4). Un rebosadero (1), practicado en
un lateral del tanque volumétrico (11) devuelve al tanque sumidero el agua
excedente cuando la altura alcanzada en aquel es excesiva.
Una probeta, cilíndrica y graduada, también esta disponible para que puedan ser
efectuadas las mediciones de bajos caudales.
El accionamiento eléctrico del grupo motor – bomba (2) se realiza mediante el
interruptor “marcha – parada” (9), existente en el panel.
IV. MEDICIÓN DE CAUDALES
DESCRIPCIÓN
En uno de los extremos de la parte superior del BANCO HIDRÁULICO se encuentra
moldeado un tanque (5) que, para realizar medidas volumétricas, está escalonado
formando dos compartimientos capaces de recoger pequeños y grandes volúmenes.
La pantalla amortiguadora deberá colocarse contigua a la salida del canal (13) con el
fin de reducir el grado de turbulencia.
El tubo de nivel (10), provisto de escala graduada convenientemente, se halla
conectado con la base del tanque volumétrico e indica de forma instantánea el
volumen de agua existente en dicho tanque. La escala está configurada en dos
partes, físicamente separadas, que se corresponden respectivamente con los
volúmenes existentes por encima y por debajo de la superficie del escalón del
tanque.
MECÁNICA DE FLUIDOS – INFORME Nº 04 - 6-
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La válvula de vaciado permite, actuando el accionador manual (4), cerrar o abrir un
orificio dispuesto en la base del tanque volumétrico.
En fase de funcionamiento, es decir, con el banco hidráulico suministrando el caudal
a medir, se procederá al vaciado del tanque volumétrico levantando la válvula de
vaciado, con lo que el agua retornará al tanque sumidero. Cuando se observe que el
flujo se halla estabilizado, es decir que el caudal de agua es sensiblemente constante
a la salida del tubo flexible, se bajará la válvula de vaciado para retener el líquido en
el tanque volumétrico.
A continuación se irán registrando lecturas en el tubo de nivel a medida que este
vaya ascendiendo en el tanque. La lectura de pequeños volúmenes se realiza en la
escala situada en la zona más alta y hace referencia al volumen existente en el
tanque por debajo del escalón. Los volúmenes mayores se pueden visualizar en la
escala superior, que se corresponde con el volumen recogido en la zona más ancha
del tanque.
Mientras se van realizando las lecturas de los volúmenes, el cronómetro se pondrá
en marcha en el momento en que el agua alcance una marca de nivel arbitrariamente
elegida, que se tomará como referencia y a la que se hará corresponder con el
origen de tiempos, y se deberá detener cuando se alcance otra marca de nivel de
conveniente. Con el fin de, en la medida de lo posible, mejorar la precisión deberán
tomarse marcas de referencia suficientemente alejadas.
Antes de comenzar la operación, es conveniente verificar el ajuste de las posiciones
de las escalas, tal y como se describe en la 1ª parte.
Para medir caudales muy pequeños ha de utilizarse la probeta graduada existente,
en lugar del tanque volumétrico. En éstas circunstancias, tanto la colocación de la
probeta bajo el flujo de como su retirada.
V. DATOS DE LABORATORIO
MECÁNICA DE FLUIDOS – INFORME Nº 04 - 7-
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A: Para volúmenes pequeños
B: Para volúmenes grandes
VI. CÁLCULO DE CAUDALES
1Litro (lt) = 1000Mililitros (ml)
1m3 = 1000lt
Q = Volumen/Tiempo = CAUDAL
Para el calculo de los caudales reemplazamos en la formula y luego convertimos a
las demás unidades.
A. PARA VOLUMENES PEQUEÑOS
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AVolumen
InicialVolumen
FinalVolumen
RegistradoTIEMPOS
REGISTRADOS
CA
UD
AL
ES
CO
N
PR
OB
ET
A
(ml) (ml) (ml) (Segundos)
1 0 722 722 1,3
2 0 436 436 2,3
3 0 712 712 2,5
4 0 932 932 1,8
5 0 809 809 0,7
BVolumen
InicialVolumen
FinalVolumen
RegistradoTIEMPOS
REGISTRADOS
CA
UD
AL
ES
CO
N
BA
NC
O
HID
RÁ
UL
ICO
(litros) (litros) (litros) (Segundos)
1 2,5 3,5 1 5,2
2 6 9 3 9,2
3 2,5 4,5 2 5,3
4 5 10 5 4
5 30 40 10 11
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B. PARA VOLUMENES GRANDES
VII. CONCLUSIONES
Medir caudales no resulta ser tan preciso es por ello que todos los datos obtenidos
son solo una aproximación a la realidad.
El caudal es inversamente proporcional al tiempo, quiere decir que cuando un
fluido tarde mas tiempo en depositar un determinado volumen, su caudal sera
menor.
MECÁNICA DE FLUIDOS – INFORME Nº 04 - 9-
Volumen RegistradoTIEMPOS
REGISTRADOS Q(ml/s) Q(lt/s) Q(m3/s)
(ml) (Segundos)722 1,3 555,38 0,56 5,5538E-04436 2,3 189,57 0,19 1,8957E-04712 2,5 284,80 0,28 2,8480E-04932 1,8 517,78 0,52 5,1778E-04809 0,7 1155,71 1,16 1,1557E-03
Volumen RegistradoTIEMPOS
REGISTRADOS Q(ml/s) Q(lt/s) Q(m3/s)(litros) (Segundos)
1 5,2 192,31 0,19 1,9231E-043 9,2 326,09 0,33 3,2609E-042 5,3 377,36 0,38 3,7736E-045 4 1250,00 1,25 1,2500E-03
10 11 909,09 0,91 9,0909E-04
