Laboratorio de Operaciones y Procesos 76.60

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Trabajo Práctico: Medición de Pérdida de Carga

Objetivos del Trabajo Práctico

a)Calibrar medidores de flujo (Venturi y Placa Orificio).

b)Medir las pérdidas por fricción en accesorios y en un tramo recto de cañería en función del caudal de fluido que circula.

1- Calibración de los medidores de caudal

Se calibrarán el Venturi y la Placa Orificio midiendo las pérdidas de carga para distintos caudales de agua.

El caudal de agua se variará modificando la apertura de la válvula V1 situada en la descarga de la bomba centrífuga.

Es conveniente seleccionar los puntos experimentales a fin de cubrir todo el rango operativo del equipo. Para esto, puede empezarse con la válvula V1 completamente abierta e ir cerrándola gradualmente. Para asegurarse de que el caudal se estámodificando apreciablemente a medida que se cierra la válvula, puede verificarse si la presión de descarga de la bomba se incrementa.

Se pide:

ü Hallar las expresiones teóricas que describen a los medidores de caudal usados. Indicar los coeficientes de descarga típicos para el Venturi y la Placa Orificio.

ü Hallar las curvas de calibración de ambos instrumentos en función del cuadrado del caudal.

ü Comparar en un mismo gráfico las curvas de pérdida de carga de ambos instrumentos.

2- Pérdida de carga en válvulas

Para cada apertura de las válvulas, la pérdida puede expresarse según:

( )Apertura%kk

QgD

8k

g2

vkh

vv

2

42v

2

vVálvula

=

π==

Se pide:

ü Medir las pérdidas de carga en las válvulas globo y esclusa completamente abiertas para distintos caudales de agua. Nota: Los caudales de agua se estimarán a partir de las mediciones de pérdida de carga en el Venturi usando la correlación experimental obtenida en el Punto 1.

ü Graficar la altura de fricción de cada válvula en función del cuadrado del caudal y obtener la ecuación lineal que mejor ajuste en cada caso.

ü Comparar las curvas de pérdida de carga obtenidas para cada válvula.

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ü Calcular el kExp de cada válvula y compararlo con el k obtenido de bibliografía para el caso de válvulas completamente abiertas.

ü Para la válvula esclusa, determinar la curva de pérdida de carga para una menor apertura y compararla con la obtenida para la válvula completamente abierta.Nota: El porcentaje de apertura se expresará en función del número de vueltas que se haya dado al vástago de la válvula.

3- Pérdida de carga en un tramo recto

La pérdida de carga en un tramo de cañería puede expresarse según:

211.1

2

5Fanning2

2

FanningfTR

7.3D

Re

9.6log6.3f

QD

Lf

g

32

g2

v

D

Lf4h

−

ε+⋅≅

π==

Se pide:

ü Medir la pérdida de carga en el tramo recto para distintos caudales de agua. Nota: Los caudales de agua se estimarán a partir de las mediciones de pérdida de carga en el Venturi usando la correlación experimental obtenida en el Punto 1.

ü Graficar la altura de fricción en función del cuadrado del caudal y obtener la ecuación lineal que mejor ajuste.

ü Para el mismo rango de caudales, calcular la altura de fricción teórica usando las ecuaciones (2) y (3) y una

rugosidad típica de 46 µm correspondiente a cañerías de acero nuevas. Comparar esta curva con la curva experimental.

4- Datos

• ρAgua = 998.207 kg/m3@20°C

• µAgua = 1.002 cp@20°C

• LTramo Recto = 2.6 m

• DTramo Recto = 1” Sch 5S

• DVálvulas = 1 ½” Sch 40

• Perímetro exterior del Tanque de Medición = 1.474 m

• Espesor de la pared del Tanque de Medición = 0.005 m

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5- Mediciones

a- Calibración de los medidores de caudal

Punto Experimental

Volumen Acumulado

(l)

Tiempo(s)

hVenturi(mmH2O)

hPlaca Orificio(mmH2O)

12345

b- Pérdida de carga en válvulas

VÁLVULA ESCLUSA

Punto Experimental

APERTURA 100% APERTURA = ___vueltas

hVenturi(mmH2O)

hEsclusa(mmH2O)

hVenturi(mmH2O)

hEsclusa(mmH2O)

12345

VÁLVULA GLOBO

Punto Experimental

APERTURA 100%

hVenturi(mmH2O)

hGlobo(mmH2O)

12345

c- Pérdida de carga en un tramo recto

TRAMO RECTO

Punto Experimental

hVenturi(mmH2O)

hTramo Recto(mmH2O)

12345