INFORME N° 1 MEDIDA DEL CAUDAL CON VENTURI Y ORIFICIO I.Objetivos: 1 Conocer Conocer varios varios métodos métodos empleados empleados para medición medición de caudal. caudal. 2 Estu Estudi diar ar el func funcio iona nami mien ento to de los los disp dispos osit itivo ivos s de rest restri ricc cció ión n para medir caudal !enturi " placa ori#cio$ " del medidor de %u&o lineal de %otador conocido como rot'metro. rot'metro. ( )eter )etermin minar ar el caudal caudal real real a través través de los medid medidor ores es de caudal caudal !enturi$ placa de ori#cio " rot'metro. * Calcul Calcular ar el coe#cien coe#ciente te de descar+ descar+a a de los medid medidor ores es !ent !enturi uri " placa placa de ori#cio$ ori#cio$ " determin determinar ar como var,a var,a con el n-mero n-mero de Re"nolds. Calcular Calcular el coe#ciente coe#ciente de recuper recuperación ación de presión presión de un difusor difusor
II.Fundamento Te!i"o# En la actualidad la medición del %u&o es la varia/le m's importante en la operación de una planta$ sin esta medida el /alance de materia$ el cont contro roll de cali calida dad d " la opera operaci ción ón mism misma a de un proc proces eso o cont contin inuo uo ser,an casi imposi/les de reali0ar. Eisten mucos métodos con#a/les para la medición de %u&o$ uno de los m's comunes es el 3ue se /asa en la medición de las ca,das de pres presió ión n caus causad adas as por por la inse inserrción$ ción$ en la l,ne l,nea a de %u&o %u&o$$ de al+al+-n n mecanismo 3ue reduce la sección4 al pasar el %uido a través de la reducción aumenta su velocidad " su ener+,a cinética4 las placas de ori#cio " el !enturi estudiados en esta pr'ctica pertenecen a esta clase. Medido!es de o!i$"io 5on dispositivos 3ue consisten en una reducción en la sección de %u&o de una tu/er,a$ de modo 3ue se produ0ca una ca,da de presión$ a consecuencia del aumento de velocidad.
6aciendo un /alance de ener+,a entre el ori#cio 7punto 18 " la sección posterior al ori#cio 7punto 28$ despreciando las pérdidas por fricción tenemos
.....%&' 9ara un %uido incomprensi/le " de la ecuación de continuidad
.................................%(' 5ustitu"endo 2 en 1
.......%)' )espe&ando v1 " sa/iendo 3ue ) 1 : )ori#cio
........%*' En caso de 3ue se consideren las pérdidas de fricción$ fr icción$ es necesario a+re+ar el coe#ciente de ori#cio Co$ teniendo lo si+uiente
....%+' 5iendo v1 velocidad en el ori#cio. 5i se re3uiere conocer el Caudal
.....%,' Co Coe#ciente de ori#cio o coe#ciente de descar+a para el caudal. Este coe#ciente var,a entre ;.< " ;.<2 para ori#cios concéntricos de /ordes a#lados " si el N-mero de Re"nolds es ma"or de 2; ;;; " si la toma posterior est' en la vena contracta. ); )i'metro de ori#cio. )2 )i'metro de la tu/er,a.
=sualmente el di'metro del ori#cio est' entre ; " >
...%-' 9ara +ases la ecuación de/e modi#carse mediante un factor emp,rico 3ue$ para el caso de comportamiento ideal es
....%' 5iendo la relación de las capacidades calor,#cas a presión " volumen constantes.
....%/' 9or lo tanto
....%&0' @as ecuaciones anteriores se aplican cuando las tomas de presión est'n situadas en las /ridas$ 1 di'metro de la tu/er,a antes de la placa " ;. di'metro después$ si la toma posterior est' situada después de la vena contracta se utili0a un factor 3ue es función de la relación para Re"nolds ma"ores de 2; ;;;.
)onde
....%&&' Tubo Ventu!i Este medidor fue inventado por Clemens 6erscel en 1DD1 " lleva el nom/re de !enturi !enturi por el cient,#co italiano 3ue fue el primero en eperimentar en tu/os diver+entes. Este medidor es el m's eacto teniendo una m,nima pérdida de presión permanente " permitiendo el paso de 1.< veces m's el %u&o 3ue la placa de ori#cio. El aparato est' formado por tres secciones principales$ una conver+ente con 'n+ulo menor a >°$ una sección intermedia 3ue constitu"e la +ar+anta o estrecamiento " una diver+ente.
@a ecuación para o/tener la velocidad se deduce de manera similar a la de un medidor de ori#cio.
...%&(' v1 velocidad en la +ar+anta. )1 )i'metro de la +ar+anta. )2 )i'metro de la tu/er,a. Cv Coe#ciente de descar+a4 su valor medio es de ;.D. @as pérdidas de presión no recupera/les son del 1;? de la ca,da de presión marcada en el manómetro diferencial.
Eisten otros medidores de %u&o como Rot1met!o Consiste esencialmente de un %otador indicador 3ue se mueve li/remente en un tu/o vertical li+eramente cónico con el etremo de menor di'metro en la parte inferior. inferior. El %uido entra por la parte inferior del tu/o " e&erce una fuer0a ascendente so/re la /ase del %otador4 al su/ir el %otador permite 3ue pase una determinada cantidad de %u&o por el 'rea anular$ 'rea formada entre el %otador " la pared del tu/o " ser' tal 3ue la ca,da de presión en ese estrecamiento /aste para e3uili/rar la fuer0a de +ravedad " el peso del %otador$ en ese momento el %otador permanece estacionario en al+-n punto del tu/o. @a pérdida de presión se mantiene constante so/re el intervalo completo del %u&o. Entonces para cada %u&o. El %otador alcan0a una altura determinada. El tu/o cónico lleva +ra/ada una escala lineal en unidades del %u&o o indica el porcenta&e del %u&o m'imo. @os rot'metros no necesitan tramos rectos de tu/er,a antes " después del punto donde se instalan.
@a ecuación correspondiente al %u&o ó caudal 7Ca8 viene dada por
....%&*' Cada ma+nitud tiene el si+ni#cado indicado en la #+ura anterior " es el coe#ciente del rot'metro. Generalmente el rot'metro se cali/ra con el %uido para el cual se emplear' como medidor del caudal. 5in em/ar+o$ si se cali/ra con un %uido H de densidad H " después se emplea para medir el caudal de otro %uido de $ la relación de caudales viene dada por
....%&+'
Medido! anu2a! de 3ujo Este medidor es una varia/le simple del medidor de placa de ori#cio$ 3ue tiene como particularidad permitir 3ue el %uido pase a través de una sección anular$ por lo tanto se encuentra entre am/os respecto a su ca,da de presión permanente. Consiste en un cuerpo a+udo locali0ado en el centro de un tu/o de %u&o " 3ue permite al %uido pasar a través de un 'nulo provoc'ndose una contracción del 'rea de %u&o en la tu/er,a. Esta contracción da como resultado una ca,da de presión$ la cual puede ser medida en un manómetro diferencial. @os coe#cientes o/tenidos en función del n-mero de Re"nolds se +ra#can en la #+ura >.
@a ecuación fundamental es similar a la de los medidores tradicionales$ es decir$ /asados en un /alance de ener+,a entre dos puntos situados$ uno en la vena contracta 728 " otro corriente arri/a 718.
@a ecuación o/tenida a partir del /alance entre estos puntos es
....%&,' )ónde v1 velocidad en la tu/er,a. CH Coe#ciente de descar+a del medidor anular. anular. )9 )iferencia de presiones entre los puntos 718 " 728. r densidad del %uido. 51 " 52 5uper#cie transversal del tu/o " del 'nulo$ respectivamente. +c factor de conversión.
III. 4ARTE E54ERIMENT E54ERIME NTAL AL ).&. Mate!ia2es 6 E7ui8os anco de tu/os con medidor de !enturi " orificio
Ju/o manométrico para mercurio
Mercurio. Cronometro.
IV. 4!o"edimiento a8 Reali0a Reali0arr una inspección inspección del e3uipo e3uipo 7HNCO 7HNCO )E J=O58 J=O58 veri#cando 3ue el circuito de %u&o este con todas las llaves a/iertas.
/8 Cerrar las llaves de otros circuitos 3ue no an de utili0ar en la pr'ctica. c8 Encender el e3uipo
d8 Re+ular con la v'lvula de alimentación el caudal de operación. e8 @lenar previamente las man+ueras del manómetro de mercurio con a+ua
f8 Conectar el manómetro a las llaves de descar+a del !enturi !enturi a/rir las dos llaves al mismo tiempo lentamente
+8 Medir la variación de altura del mercurio en el manómetro 8 Cerrar las llaves de descar+a " desconectar el manómetro i8 Repetir el procedimiento < al conectando a las llaves de descar+a del medidor de ori#cio en lu+ar de venturi &8 Re+ular el caudal caudal K8 Repetir el procedimiento del al 1; l8 Re+ular el caudal m8 Repetir el procedimiento del al 1; n8 Hpa+ar el e3uipo " revisar para de&arlo en /uenas condiciones
v. Datos e98e!imenta2es Tab2a N &. Datos e98e!imenta2es @R
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VI. CONCLU=IONE=:
P9ara las pr'cticas en la/oratorio concluimos 3ue se puede utili0ar el medidor de %u&o venturi del /anco de tu/os de salcedo " el diafra+ma de ori#cio del @a/oratorio de Operaciones =nitarias de la F.I.. "a 3ue presentan porcenta&es de error m,nimos. P Jener en cuenta 3ue los medidores de %u&o$ son dispositivos$ el cual pued pueden en ser ser util utili0 i0ad ados os en muc mucas as apli aplica caci cion ones es tecn tecnol oló+ ó+ic icas as " aplicaciones de la vida diaria en donde conociendo su funcionamiento " su principio de operación se puede entender de una mane manera ra m's m's clara clara la form forma a en 3ue 3ue este este nos nos pued puede e a"ud a"udar ar para para solventar o solucionar pro/lemas o situaciones con las cuales son comunes. P Recon econoc ocer er 3ue 3ue con con la a"ud a"uda a de un medi medido dorr de %u&o %u&o se pued puede e diseQ diseQar ar e3uipo e3uipos s para para aplic aplicacio aciones nes especi especi#ca #cas s o acerle acerle me&ora me&oras s a
e3uipos "a construidos " 3ue estén siendo utili0ados por empresas$ en donde se desee me&orar su capacidad de tra/a&o utili0ando menos cons consum umo o de ener ener+, +,a$ a$ meno menos s espa espaci cio o f,si f,sico co " en +ene +enera rall muc mucos os aspectos 3ue le puedan disminuir perdidas o +astos ecesivos a la empresa en donde estos sean necesarios !II. i/lio+raf,a P.5CRI.COM
P.MHN=E@)E@=IMICO.COM
P.C@=)E@=IMICO.COM
