Primer Mecanica de Fluidos

L LA AB BO OR  R A AT TO OR  R IIO OD DE EM ME EC CA AN NIIC CA AD DE EF FL LU UIID DO OS S Profesor:ALEJOS ZELAYA, JORGE

LABOR ATOR IO Nº 1: Medición directa de f lu jo

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” ”

Integrantes: FLORES OSORIO, GERSON R EYES EYES TIMPO, DENNIS

092106F 092964B

Fecha de entrega: 16 de abril de 2013

Facultad de Mecánica - Energía Universidad Nacional del Callao (UNAC)

Introducción

En este informe se determinará la cantidad de flujo del agua por unidad de tiempo, por el método “Medición Directa de Flujo” donde se realizará dos experiencias para el caudal: volumétrico y másico; con la ayuda de equipos y materiales que se dan a conocer. Los resultados de la tabulación de datos se harán respecto a los 7ensayos realizados para poder contrastar la reducción del flujo y la rapidez de flujo utilizando análisis de cálculos básicos para poder graficarlos y comparar los resultados. Se recalca las características del laboratorio como la temperatura y la presión para utilizar otras propiedades en el cálculo. Por último daremos las respectivas conclusiones a los objetivos trazados y algunas recomendaciones para una mejor experiencia y alguna aplicación.

1. Planteamiento del problema

Determinar la cantidad de sustancia operante en un determinado tiempo. 2. Objetivos

2.1 objetivos generales

Determinar el caudal del agua por el método directo usando dos métodos: volumétrico y másico. 2.2 Objetivos específicos  Determinar el método más eficiente para calcular la rapidez de flujo. 

Diferenciar los métodos de medición de caudal.



Medir y analizar el caudal para diferentes aberturas de la válvula de control.

3. Metodología

3.1 Procedimiento Método volumétrico:      

Reconocimiento y preparación del equipo para efectuar el ensayo. Se gradúa la abertura de la válvula de control. Se procede a llenar con agua. Toma del volumen de agua para 2 segundos. Repetir los pasos 3 veces para elaborar un promedio de mediciones. Repetir el método 7 veces para contar con un margen de medición mayor.

4. Tabulación de datos T = 23 °C Nº 1

2

3

4

5

6

7

Volumétrico Tiempo (s) V(mL) 1805 2 1860 1740 1660 2 1720 1620 1760 2 1680 1720 1200 2 1200 1000 895 2 900 940 840 860 2 820 680 2 680 640

*Materiales y métodos       

Banco de prueba hidráulico Bomba de agua Probeta graduada de 2000 mL Cronometro Pesas de 2 kg Manguera Válvula de compuerta

Másico Tiempo (s) m(kg) 9 10 2 11 13 13 2 13 11 13 2 13 17 19 2 18 18 19 2 19 20 21 2 23 25 2 26 29

5. Análisis de cálculo

5.1 Rapidez de flujo de volumen (  ̇ )

(m3/s) Q = caudal en ( m3/s). V= volumen en m3

Volumétrico Tiempo (s) V(mL) 1200 2 1200 1000

t= tiempo en segundos.

5.2 Análisis de flujo gravimétrico (  ̇ g)

Por equilibrio Magua*1= Mbloques*3

entonces

M agua = 6 Kg

 ̇ ) 5.3 Rapidez de flujo de peso ( 

Se tomó la temperatura del agua para determinar con exactitud su densidad T= 23o P= 1 atm. Por tablas: 3  = 997.4 kg/m .    ̇     ̇         ̇ ) 5.4 Rapidez de flujo de masa (  

 ̇ 

 



 

  ̇     

6.

Tablas y Resultados

Caudal volumétrico Nº

Q=V/t (mL/s)

Calculo de Q en (m3/s)

4

1200/2 1200/2 1000/2

0.000600 0.000600 0.000500

Q (pro) caudal. Promedio en (m3/s). 0.000567

Caudal màsico Nº

 ̇ =M/t (Kg/s) 

 ̇ en Calculo de  (Kg/s)

4

6/17 6/19 6/18

0.352941 0.315789 0.333333

Giro de válvula 0 ¼ ½ ¾ 1 1¼ 1½ 

 ̇ (m3/s) 0.000901 0.000833 0.000860 0.000567 0.000455 0.000420 0.000333

 ̇ (N/s)  8.815 8.15 8.41 5.55 4.451 4.109 3.258

 ̇ (pro) caudal.  Promedio en (m3/s).

0.334021

 ̇ (kg/s)  0.898 0.831 0.857 0.565 0.454 0.419 0.332

Vemos que el caudal disminuye a medida que se va cerrando la abertura con la válvula ya que el área disminuye.

 ̇ y   ̇ 7. Graficas de TENDENCIAS de los valores de  ̇ , 

8. Conclusiones 

Llegamos a la conclusión que para medir el caudal resulta más factible utilizar el método volumétrico.



Hemos diferenciado de todo los resultados en el ensayo que el caudal volumétrico resulta mayor que el másico por falta de precisión durante la experiencia tales como: toma de tiempo, colocar las pesas, colocar la manguera; de manera imprecisa



También hemos notado que el caudal es directamente proporcional a la abertura en el que sale el agua comprobando la fórmula Q = A*V



Se recomienda utilizar equipos sofisticados que reduzcan las imprecisiones durante la toma de datos.



Se recomienda utilizar unidades como gal/min o L/min ya que estas son usadas con frecuencia y que los m 3/s y pies 3/s son cantidades muy grandes para la rapidez de flujo por ejemplo una aplicación es Rapidez de flujo para Sistemas hidráulicos de aceite industrial: 10-100 L/min o 3-30 gal/min

9. Recomendaciones 

Se recomienda utilizar equipos sofisticados que reduzcan las imprecisiones durante la toma de datos.



Se recomienda utilizar unidades como gal/min o L/min ya que estas son usadas con frecuencia y que los m 3/s y pies3/s son cantidades muy grandes para la rapidez de flujo por ejemplo una aplicación es



Rapidez de flujo para Sistemas hidráulicos de aceite industrial: 10-100 L/min o 3-30 gal/min



10. Aplicaciones

Llegamos a darnos cuenta de la suma importancia que tiene la cuantificación de flujo ya que encontramos diversas aplicaciones en la industria como en la Calderas para medir el flujo de entrada de agua y combustible y la salida de vapor. En los sistemas de bombeo en general ejemplo en las refinerías o también en la conducción de agua en edificios y también para medir el consumo de fluido como el gas a través de un medidor.

11. Referencias

Las siguientes páginas web: 

Mecánica de fluidos aplicada, ROBERT L. MOTT



www.ing.unlpam.edu.ar/~material/fluidos/pdf/clase_medidores_flujo.pdf 



www.predic.com/mediawiki/index.php/Caudal_volumétrico