Resumen

La ecuación de continuidad es una formulación de la Ley de conservación de la

Masa, que expresa “la cantidad de un fluido ha de permanecer constante a lo largo de

toda la tubería donde puede existir un cambio de velocidad”, ya sea de un caudal

constante o un caudal variable (estacionario o no estacionario), los cuales serán

comprobados a través del error porcentual entre los tiempos que abarca cada proceso

de forma teórica y experimental.

Conclusiones

1. Diversos procedimientos actúan sobre un caudal, entre ellos aquellos que permiten

su determinación, de los cuales destacan el rotámetro y la placa orificio, aplicando sus

principios físicos y mecánicos con la interacción del fluido trabajado, en éste caso agua.

2. Entre más aumenta el porcentaje del rotámetro, el tiempo de llenado del tanque es

reducido.

3. Para comprobar dicho funcionamiento se destaca la acción del rotámetro basado en

el principio de área variable, donde el flujo del fluido actúa sobre un flotador en un tubo

delgado, incrementando el área de paso del fluido.

4. Considerando el diseño del sistema de tuberías, se puede apreciar que es el de la

velocidad que alcanza el fluido por el interior de las conducciones.

Recomendaciones

Verificar el correcto funcionamiento de las válvulas y que no estén desgastadas.

Asegurar el completo vaciado del tanque.

Comprobar el estado del rotámetro para evitar que el caudal sea afectado por el

mismo.

Bibliografía

R.B. Bird, W.E. Stewart, E.N. Lightfoot. Fenómenos de Transporte. Editorial Wiley,

2002. México. (Pág. 106).

McCabe, Wkren L. Smith, Julian C. Harriott, Peter. Operaciones Unitarias en Ingeniería

Química, Cuarta Edición. Mc Graw Hill. (Pág. 73)

Marco Teórico

Caudal: Es la cantidad de fluido que circula a través de una sección del ducto por

unidad de tiempo.

Régimen Estacionario: Es aquel donde las propiedades no varían con el tiempo, es

decir, los flujos volumétricos, entropías, entalpias no son una función del tiempo.

Régimen Transitorio o No estacionario: Las propiedades dependen del tiempo, se

encuentran casos como el llenado de un tanque, vaciado, reactores de cierto tipo,

arranque de equipos, entre otros. En ellos se debe plantear una ecuación diferencial

que permita ver la variación de la propiedad en el tiempo.

Ecuación de la Longitud o Perímetro de una circunferencia:

PT=2π re

Ecuación del radio interno del tanque:

ri=re−E

Ecuación del área transversal del tanque:

AT=π ri2

Ecuación de continuidad en función del área transversal, el nivel y el tiempo:

Q=AT . h

t

Ecuación de Caudal Promedio:

Q prom.=∑ Qexp.

nQ

Ecuación del porcentaje de error:

% error=|T exp .−T teor .|

T exp .∗100

Nomenclatura

PT: Perímetro transversal (m).re: radio externo (m).ri: Radio interno (m).E: Espesor del tanque (m).AT: Área transversal (m2).Q: Caudal (m3/seg).h: Altura o Nivel (m).t: Tiempo (seg).Qprom.: Caudal Promedio (m3/seg).

Qexp.: Caudal experimental (m3/seg).nQ: Número de Caudales (m3/seg).Texp.: Tiempo experimental (seg).Tteor.: Tiempo teórico (seg).

Descripción del Equipo

1. Válvula de Bola: Permite la entrada del agua de la calle.

2. Válvula de Globo: Regula la cantidad de agua hacia el rotámetro.

3. Rotámetro: Mide la velocidad del flujo de agua.

4. Válvula de Compuerta: Permite la entrada del agua al tanque.

5. Tanque: Almacena el agua.

6. Bomba centrifuga: Acelera la salida del agua del tanque.

7. Válvula de Compuerta: Permite la salida del agua del tanque.

8. Placa Orificio: Regula la velocidad de flujo.

9. Válvula de Compuerta: Permite la salida total del agua.

Procedimiento Experimental

Llenar un tanque de almacenamiento con caudal constante al 30 %.

Se abre la válvula de bola para permitir la entrada del agua de la calle, de la

misma manera la válvula de globo para posibilitar el paso del agua hacia el rotámetro.

Se regula el rotámetro al 30 % y se abre la válvula de compuerta para el llenado del

tanque.

Se toma el tiempo en que el tanque se llena a los 10 cm; una vez lleno a éste

nivel cerrar la válvula de compuerta y tomar el tiempo de llenado. Al realizar las

anotaciones, se procede a abrir la válvula de compuerta, llenar el tanque hasta

alcanzar 20 cm de nivel, tomar el tiempo y cerrar la válvula. De la misma manera se

procede hasta que el tanque alcance los niveles 30, 40 y 50 cm, por cada

procedimiento.

Lleno el tanque con ayuda de la bomba centrifuga se comienza a vaciar, una vez

abierta la válvula de compuerta para permitir la salida del agua a través de la placa

orifico. Se procede a abrir la válvula de compuerta que posibilita la salida final del agua.

Llenar un tanque de almacenamiento con caudal constante al 60 %.

De igual manera que en el procedimiento anterior, se inicia el llenado y posterior

vaciado del tanque, ajustando el caudal del rotámetro en un 60 %.

Llenar tanque de almacenamiento con caudal variable.

El llenado del tanque se realiza al igual que en los procedimientos anteriores.

Determinar el tiempo que tarda dicho tanque en llenarse a sus niveles 10, 20, 30, 40,

50 y 60 cm por fase de procedimiento, aumentando el caudal del rotámetro a 10, 20,

30, 40, 50 y 60 %, respectivamente.

Comprobar porcentaje de rotámetro.

Interrumpir la conexión del equipo en la salida de agua del rotámetro, se abren las

válvulas de bola y de globo, ajustar el rotámetro al 10 % y verter el agua dentro de un

cilindro graduado para tomar las mediciones de volumen y tiempo. Repetir el mismo

procedimiento adaptando el rotámetro a 20, 30, 40, 50 y 60 % respectivamente.