5. Lab #5 - Equipo de Chorro y Orificio

LABORATORIO #4 EQUIPO DE CHORRO Y ORIFICIO VARIABLES EN ESTUDIO

PRACTICA #4 :

• Cd = Coeficiente de

OBJETIVO: DETERMINAR LOS CONTRACCIÓN Y DESCARGA.

descarga. • Q = caudal (m³/s). • CC = coeficiente de contracción. • V = velocidad del fluido. (m/s). • d = diametro de la vena contracta. • h = altura • Cv=

Coeficiente

velocidad. • g = gravedad.

PALABRAS CLAVES

1. Orificios 2. Coeficiente de Velocidad.

de

5. Régimen Variable 6. Régimen Permanente.

II

SEMESTRE 2011

COEFICIENTES

DE

VELOCIDAD,

DESCRIPCION DEL EQUIPO Un orificio es una apertura en la pared de un depósito (orificio lateral), o en el diafragma de una tubería por la que circulan líquidos. Pueden tener diversas formas: circular, cuadrada, etc. Aunque la más frecuente es la circular. Su tamaño puede ser de unos mm2, hasta varios m2, ejemplo de estos últimos son la apertura rectangular en el extremo de un canal y la apertura de entrada de una presa de turbina. Los orificios y tubos además de otras funciones como la regulación y el control del flujo también son los instrumentos más usados para medir el flujo. Estos instrumentos se basan, al igual que la del medidor de flujo venturi, en la regulación existente entre la diferencia de alturas piezométricas antes y después del instrumento de flujo. Los medidores de flujo abierto se basan en lo mismo, con la diferencia de que en el caso de la corriente, las secciones consideradas antes y después del instrumento están en contacto con el aire.

PRACTICAS DE LABORATORIO 1.

Determinación del coeficiente de velocidad para orificios de diámetro pequeño.

2.

Obtención del coeficiente de descarga de orificios en régimen permanente.

3. Chorro. 4. Vena Contracta.

SEMANA #4 -

3.

Obtención del coeficiente de descarga de orificios en régimen variable.

4.

Obtención del tiempo de descarga del depósito.

Teoría Tomada del manual Edibon FME01, Equipo de Mallas en tubería básico C/ Del Agua, 14. P.I San José de Valderas. 28918 LEGANES (Madrid) SPAIN. TIf +34-916199363 FAX: +34-916198647.

7. Coeficiente de Contracción

PREPARADO POR: Ing. César A. Gómez P. Profesor encargado del Laboratorio de Hidráulica. Centro Regional de Chiriquí

PARTES DE EQUIPO 1. Depósito de Metacrilato. 2. Orificio del Depósito. 3. Agujas Verticales. 4. Escala Seri grafiada. 5. Tubo Rebosadero. 6. Placa tranquilizante. 7. Tuberías de Conexión.

PRACTICA #1,2: DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE VELOCIDAD DE ORIFICIOS

DESARROLLO DE LA PRACTICA. OBJETIVO: Determinación del coeficiente de velocidad para orificios de diámetro pequeño.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Coloque el equipo sobre el banco o grupo hidráulico FME00 en el lugar apropiado. 2. Se conecta mediante un conector rápido, la toma de agua del equipo FME17 a la toma de impulsión o salida del banco hidráulico. 3. Se coloca el tubo rebosadero a la altura deseada y se coloca uno de los dos orificios suministrados en el agujero del depósito. 4. Se conecta la bomba del banco hidráulico. El deposito del equipo FME17 comenzará a llenarse de agua. Se debe presentar especial atención a que no se supere la capacidad de admisión del rebosadero por exceso de caudal introducido. Para ello se efectuará sobre la válvula de control de caudal del banco. Una vez terminada esta operación, la altura de fluido en el depósito debe permanecer constante. 5. Compruebe que la trayectoria coincide con las agujas. Para modificar la trayectoria del chorro se actuará sobre la altura de la columna de agua en el depósito. 6. Anote la altura h desde el centro del orificio a la superficie libre del fluido. 7. Se toman las coordenadas del chorro con ayuda de las ocho agujas suministradas y de acuerdo al sistema de coordenadas incluido, las coordenadas X (distancia horizontal) de las agujas son las siguientes: 50,100,150,200,250,300,350,400mm. Las coordenadas Y (distancias verticales en sentido descendente), se toman con las señales de agujas y con ayuda de la placa serigrafiada. 8. Medir el caudal con ayuda del tanque volumétrico y un cronómetro. 9. Repítalo para diversos valores de h, moviendo la tubería de rebosamiento y usando las dos placas de orificio suministrada. RESULTADOS Y DEBATE. Los datos obtenidos en cada uno de los experimentos que se llevaron a cabo de acuerdo con el procedimiento indica, se registrarán en la tabla adjunta. Los cálculos son los siguientes: 1.

Represente X2/h, frete a (4Y).

2.

Obtenga Cv de la pendiente del gráfico. El corte en ordenadas debe estar próximo al origen (0,0).

3.

Los errores de poner cero en las escalas x e y afectarán la precisión del valor Cv.

4.

Realizar este trabajo para diferentes tipos de orificio.

5.

Determinar el coeficiente de descarga Cd con ayuda de la ecuación 1.2.2.7.

PRACTICA #3,4: OBTENCION DEL COEFICIENTE DE DESCARGA DE ORIFICIOS EN RÉGIMEN VARIABLE.

DESARROLLO DE LA PRACTICA. OBJETIVO: 1- Determinación experimental del coeficiente de desagüe para un orificio de tamaño pequeño bajo condiciones de flujo variable. 2– Determinación experimental del tiempo de descarga total del deposito y comparación con el obtenido teóricamente.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1.

Mida el diámetro del orificio; si fuese necesario, quita la placa del orificio y mida la dimensión interna.

2.

Eleve el tubo de rebosamiento de forma que se obtenga la altura máxima.

3.

Llene el tanque hasta el nivel de rebose y cierre la entrada de agua (cierre la válvula de control de caudal del banco hidráulico FME00 y posteriormente apague la bomba).

4.

Empiece con el cronometro cuando el nivel alcance la primera marca de la escala, (anótela como h0).

5.

Tome lecturas (h) en intervalos de 5 segundos

6.

Todo lo recién mencionado se repetirá al utilizar otro orificio.

7.

Para medir el tiempo total de descarga empiece con el cronometro cuando el nivel alcance la primera marca de la escala (anótela h0).

8.

Pare el cronómetro cuando el nivel de agua halla descendido hasta el orificio.

RESULTADOS Y DEBATE. Los datos obtenido experimentalmente en cada uno de los experimentos realizados de acuerdo con el procedimiento indicado se recogerán tal y como se indica en la tabla adjunta. 1.

Represente los valores medidos de √h frente al tiempo.

2.

Realice una regresión lineal con los pares de puntos obtenidos.

3.

Obtenga Cd a partir de la pendiente del grafico anterior y de la ecuación 1.2.2.8.

4.

Comparar el tiempo de descarga completa medido con el obtenido a partir de la ecuación 1.2.2.9.