Desempeño de Comprension 5

10. DESEMPEÑO DE COMPRENSIÓN

1. ¿Cuáles son las fuentes de error en el ensayo?

   

Las Las prin princi cip pales ales fuen fuente tes s de error rror son son la impr imprec ecis isió ión n de las las lect lectur uras as Piezométrica y de tiempo. Mala nivelación del FME-18 Errores en la toma de lectura La presencia de aire en las válvulas  ccidentes  ccidentes durante durante la práctica práctica !uciedad dentro de los conductos del "anco #idráulico

. ¿!u" efe#to se tendr$a s% s % el &entur%'etro &entur%'etro no estu(%era )or%*ontal? $in% in%uno uno& ya 'ue la posició ición n del (enturime rimettro no va a #acer cer variar riar el comportamiento de la presión& va a ser el mismo siempre y cuando esté conectada a una "om"a& para suministrar la cantidad necesaria de fluido en un determinado tiempo& el cual e)ercerá una presión.

+. In(est%,ue- ¿Cuál es el án,ulo %n#lu%do no'%nal de la se##%n #on(er,ente y d%(er,ente de un tu/o &entur%? &entur%? El%2ue or 2u" e%ste esta e sta d%feren#%a El tu"o de (enturi t*pico tiene una admisión cil*ndrica de cono conver%ente y una %ar%anta de cono diver%ente. El cono conver%ente tiene un án%ulo de +1 %rados y el diver%ente de , a 8 %rados. La venta)a del tu"o (enturi (enturi está en 'ue solo pierde en 1 y + de la diferencia de precisión entre entre la entrada y la %ar%anta %ar%anta esto se da por el cono diver%ente diver%ente 'ue desacelera la corriente& la relación 'ue e/iste entre los distintos diámetros 'ue tiene el tu"o ya 'ue a través de ellos se o"tendrá la precisión deseada en la entrada y salida del mismo para 'ue pueda cumplir por la 'ue fue construido.

3. ¿!u" otros 'ed%dores de #audal en #ondu#tos #errados #ono#e? •

Medid Medidor or de orifi orificio cio00 el medido medidorr de orifi orificio cio es el más eleme elementa ntall de los dispositivos de medida. consiste en un plato cil*ndrico con un orificio circular  en el centro del plato. uno de los "ordes es a%udo y el otro es "iselado. El plato se inserta en la tu"er*a mediante "ridas 'ue lo fi)an perp perpen endic dicula ularme rmente nte al flu)o& flu)o& con con el "ord "orde e a%ud a%udo o coloc colocad ado o frente frente a la corriente. el paso del fluido a través del orificio ocasiona una ca*da de presión 'ue se puede medir mediante un manómetro diferencial.

•

u"o de pitote0 el tu"o de pitote se utiliza para calcular la presión total& tam"ién denominada presión de estancamiento& presión remanente o presión de remanso 2suma de la presión estática y de la presión dinámica3.lo inventó el in%eniero francés 4enri Pitot en 1,5+. lo modificó 4enry 6arcy& en 1878. !e utiliza muc#o para medir la velocidad del viento en aparatos aéreos y para cuantificar las velocidades de aire y %ases en aplicaciones industriales mide la velocidad en un punto dado de la corriente de flu)o& no la media de la velocidad del viento.onsiste en un pe'ue9o tu"o con la entrada orientada en contra del sentido de la corriente del fluido. la velocidad del fluido en la entrada del tu"o se #ace nula& al ser  un punto de estancamiento& convirtiendo su ener%*a cinética en ener%*a de presión& lo 'ue da lu%ar a un aumento de presión dentro del tu"o de Pitot. Los tu"os de Pitot son instrumentos sencillos& económicos y disponi"les en un amplio mar%en de tama9os. si se utilizan adecuadamente pueden conse%uirse precisiones moderadas y& aun'ue su uso #a"itual sea para la medida de la velocidad del aire& se usan tam"ién& con la ayuda de una técnica de inte%ración& para indicar el caudal total en %randes conductos y& prácticamente& con cual'uier fluido.!e vincula el caudal con la diferencia entre la presión dinámica 2presión estática más :altura de velocidad:3 y la presión estática. es necesario puntualizar asimismo 'ue el caudal se o"tiene realmente a través de la velocidad y la sección transversal de la ca9er*a y la medición de diferencia de presiones provee información so"re la velocidad en el punto de medición. dic#a velocidad solo será representativa del caudal en el caso en 'ue la misma sea constante en toda la sección& es decir un perfil plano de velocidades.

•

o"eras0 es tam"ién un elemento 'ue produce una pérdida de car%a por acción de un an%ostamiento de la sección& si "ien muc#o más %radual 'ue el 'ue presenta d a placa orificio. es por ello 'ue se la puede utilizar para medición de caudal de fluidos con sólidos en suspensión& de dos fases& de vapor o de fluidos viscosos. no o"stante se la de"e desec#ar para fluidos con altos porcenta)es de sólidos 'ue puedan o"turarla. su capacidad es muc#o mayor 'ue la de una placa de orificio de i%ual

diámetro y la pérdida permanente de presión 'ue produce& es inferior a la de las placas pero superior a la del (enturi. su e/tracción de la ca9er*a es muc#o más dificultosa 'ue la de una placa orificio pues no es suficiente con separar al%unos mil*metros las ca9er*as adyacentes.

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•

•

odos0 mide el caudal por la relación 'ue e/iste entre este y la diferencia de presiones entre la cuerda e/terna 2toma de alta3 y la interna 2toma de "a)a3 en un codo. la medición de caudal se realiza #a"itualmente por cali"ración individual0 si "ien la "a)a pérdida de car%a 'ue produce es conveniente desde el punto de vista ener%ético& siendo tan reducida puede plantear pro"lemas para su medición& y permite operar con relaciones de caudal má/imo a m*nimo de 5 a 1 y provee e/actitudes del 1 para elementos cali"rados en la"oratorio. de"e tenerse presente las dificultades y el costo implicado en una cali"ración de este tipo para diámetros y caudales considera"les.

Medidores de área varia"le0 el e)emplo más representativo de este medidor es el rotámetro& el rotámetro es un instrumento de medición de fluidos al estado l*'uido o %aseoso. onsta principalmente de un tu"o %raduado de sección cónica. 6entro del tu"o se encuentra el elemento de medición denominado flotador el cual %enera una ca*da de presión constante al paso del l*'uido entre la pared del tu"o y el diámetro del flotador. la posición de este medidor de"e ser vertical y con el flu)o #acia arri"a.

Medidores de placa0 el principio de funcionamiento del medidor de placa de resistencia al avance de la corriente consiste en 'ue una placa %eneralmente circular se mantiene en el centro de la tu"er*a por  medio de una "arra normal al flu)o. teniendo en cuenta 'ue la aceleración del fluido en el espacio anular entre la placa y la tu"er*a crea una presión reducida so"re la cara a%uas a"a)o de la placa& la fuerza e)ercida por el fluido so"re la placa será la diferencia entre las presiones so"re las superficies a%uas arri"a y a%uas a"a)o de la placa& la cual tiende a mover la placa en la dirección del flu)o. El movimiento es detectado por un elemento secundario& es decir& un transmisor neumático de e'uili"rio de fuerza& situado al final de la "arra soporte& el 'ue a través de fórmulas determina la velocidad a la cual circula el fluido y por ende el caudal 'ue fluye por el sistema de acuerdo a las ecuaciones de ;ernoulli.

4. ¿Por 2u" el #oef%#%ente Cd no es #onstante? El%2ue d no es constante por 'ue los caudales teóricos y reales no son i%uales ni entre ellos mismos ni para todas y cada una de las lecturas realizadas& donde var*an las alturas. El (enturimetro tiene una pérdida total pe'ue9a& de"ido a la %radual e/pansión cónica& 'ue ayuda a transformar la ener%*a cinética en la %ar%anta en ener%*a de presión. La pérdida es apro/imadamente del 1 al 17 de la diferencia de alturas totales

5. ¿6 2u" se de/e 2ue la "rd%da total en el &entur$'etro sea e2ue7a? iene una pe'ue9a perdida de ener%*a de"ido a la %radual e/pansión cónica 'ue ayuda a transformar la ener%*a cinética en la %ar%anta de ener%*a de presión. La pérdida es apro/imadamente del 1 al 17 de las alturas de la sección de la entrada y %ar%anta

8. ¿C'o uede usarse el tu/o de &entur% ara /o'/ear flu%do?
9. ¿!u" asar$a s% la altura del a,ua en el /an#o )%drául%#o so/reasa la altura est%ulada or los re2uer%'%entos del e2u%o? 6e"ido al dise9o del "anco #idráulico& este contiene válvulas 'ue re%ulan el lleno y la descar%a del l*'uido& el cual si este lle%ara a su má/ima altura y la so"repasara& inmediatamente el l*'uido comenzar*a a desa%uar por un orificio& el cual act>a

como un ciclo permitiendo 'ue el l*'uido vuelva nuevamente a caer dentro del "anco #idráulico.

:. Construya una ta/la de #on(ers%n de un%dades de #audal 2ue #onte'le las un%dades de (olu'en de; l%tros- '+- y ,alones (ersus las un%dades de t%e'o de; se,undo- '%nutos- )ora y d$a. Lts?s Lts?s Lts?min @al?min @al?d*a m5?s

1 A 17.87 ++.85 1 / 1-5

Lts?min A

@al?min 17.87 .+A

1

1

.+A .58 .A

1

m 5?s 1 / 1 -5 .A .1787 .++85

.++85

1

@al?d*a ++.85 .58 1.BB

1.BB .1787

10.
Qteo vs Cd 0

0

0 Qt 0

0

0 0.87

0.88

0.89

0.9

0.91

0.92 Cd

". 2#1 D #+31?+ vs. Ct del (entur*metro.

0.93

0.94

0.95

0.96

(h1 - h2) ^(1/2) vs Qt 0.6 0.5 0.4 (h1 - h2) ^(1/2)

0.3 0.2 0.1 0

0

0

0

0

0

0

0

0

Qt

c. Cr vs. Ct del (entur*metro. Cué si%nifica la pendiente de esta %ráfica

Qr vs Qt 0.18 0.16

f(x) = 0.87x + 0.01

0.14 0.12 0.1 Qr

0.08 0.06 0.04 0.02 0 0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

Qt

 La pendiente de esta %rafica indica la precisión 'ue e/iste entre el caudal teórico y el caudal real y es de .88A+ esto indica 'ue son i%uales pero si tienen valores cercanos o seme)antes. d. (r vs. (e/p del (entur*metro. Cué si%nifica la pendiente de esta %ráfica

r vs ex! 2.5 f(x) = 0.86x + 0.07

2

1.5 r 1

0.5

0 0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

2.2

2.4

2.6

ex!

La pendiente de esta %rafica indica la diferencia 'ue e/istente entre la velocidad real y e/perimental al i%ual 'ue en la %ráfica anterior nos son i%uales pero si presentan valores similares. f. v vs. (e/p del (entur*metro.

Cv vs ex! 0.96 0.94 0.92 0.9 Cv

0.88 0.86 0.84 0.82 0.8

1

1.2

1.4

1.6 ex!

1.8

2

2.2

2.4

2.6