UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO ALFARO DE MANABI MANABI FACULTAD DE INGENIERIA Carrera de Ingeniería Civil
INFORME TÉCNICO ASIGNATURA: LABORATORIO DE HIDRÁULICA CURSO: Nivel 6-A TEMA: TUBO DE VENTURI ESTUDIANTES CEVALLOS MERO JEFERSON INTRIAGO SANCHEZ MARCELA ROVAYO REYES MICHELLE VILLAMARIN ZAMBRANO JHORDAN ZAMBRANO LIMONGI CARLOS
DOCENTE: Ing. Horacio Cedeño Manta – Manabí Manabí – Ecuador Ecuador 1
Contenido INTRODUCCION ........................................................................................................................ 3 Objetivo general ........................................................................................................................ 4 Objetivos específicos ................................................................................................................ 4 Antecedentes históricos................................................................................................................. 5 Funcionamiento de un tubo de Venturi ..................................................................................... 5 Equipo y materiales utilizados .................................................................................................. 7 Procedimiento del experimento................................................................................................. 8 Análisis 1................................................................................................................................... 8 Datos y observaciones ............................................................................................................... 8 Análisis de Resultados .................................................................................................................. 8 Conclusiones ................................................................................................................................. 9 Bibliografía ................................................................................................................................... 9
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INTRODUCCION El tubo Venturi es un dispositivo Hidráulico que se utiliza para medir el caudal líquido que pasa por una tubería, cuando ésta trabaja a presión. Con este dispositivo se crea una diferencia de presión entre dos puntos, por medio de un cambio en la sección transversal (reducción), gracias a esta diferencia de presiones es posible determinar, una vez calibrado el aparato, el caudal en función de la diferencia de presión. Las dimensiones del Tubo de Venturi para medición de caudales, tal como las estableció Clemens Herschel, son por lo general las que indica la figura 1. La entrada es una tubería corta recta del mismo diámetro que la tubería a la cual va unida. El cono de entrada, que forma el ángulo a1, conduce por una curva suave a la garganta de diámetro d1. Un largo cono divergente, que tiene un ángulo a2, restaura la presión y hace expansionar el fluido al pleno diámetro de la tubería. El diámetro de la garganta varía desde un tercio a tres cuartos del diámetro de la tubería.
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OBJETIVO GENERAL Crear un tubo de Venturi y demostrar su principio y funcionamiento en proyectos hidráulicos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS Unos de los objetivos al cual está sujeto la realización del presente informe,
consiste en estudiar la variación del Bernoulli en el tubo de Venturi previamente descrito.
Determinar experimentalmente el funcionamiento de un tubo de Venturi para poder determinar las velocidades y presión del sistema.
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Antecedentes históricos El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por él un fluido. En esencia, éste es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos cónicos. La presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así, al colocar un manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la caída de presión y calcular el caudal instantáneo, o bien, uniéndola a un depósito carburante, se puede introducir este combustible en la corriente principal. El estudiante o científico que conozca los fundamentos básicos y aplicaciones que se presentan en este trabajo debe estar en capacidad para calcular un tubo para sus propias aplicaciones y así aumentar su uso en el mundo real y tecnológico así como con investigaciones y nuevos diseños mejorar su fundamento y crear nuevos usos de acuerdo a sus necesidades. El Tubo de Venturi fue creado por el físico e inventor italiano Giovanni Battista Venturi (1.746 – 1.822). Fue profesor en Módena y Pavía. En Paris y Berna, ciudades donde vivió mucho tiempo, estudió cuestiones teóricas relacionadas con el calor, óptica e hidráulica. En este último campo fue que descubrió el tubo que lleva su nombre. Según él este era un dispositivo para medir el gasto de un fluido, es decir, la cantidad de flujo por unidad de tiempo, a partir de una diferencia de presión entre el lugar por donde entra la corriente y el punto, calibrase, de mínima sección del tubo, en donde su parte ancha final actúa como difusor.
FUNCIONAMIENTO DE UN TUBO DE VENTURI En el Tubo de Venturi el flujo desde la tubería principal en la sección 1 se hace acelerar a través de la sección angosta llamada garganta, donde disminuye la presión del fluido. Después se expande el flujo a través de la porción divergente al mismo diámetro que la tubería principal. En la pared de la tubería en la sección 1 y en la pared de la garganta, a la cual llamaremos sección 2, se encuentran ubicados ratificadores de presión. Estos ramificadores de presión se encuentran unidos a los dos lados de un manómetro diferencial de tal forma que la deflexión h es una indicación de la diferencia de presión p1 – p2. Por supuesto, pueden utilizarse otros tipos de medidores de presión diferencial.
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La ecuación de la energía y la ecuación de continuidad pueden utilizarse para derivar la relación a través de la cual podemos calcular la velocidad del flujo. Utilizando las secciones 1 y 2.
Si la viscosidad no es factor predominante en el flujo, la energía por unidad de peso (Bernoulli) del flujo se conserva, ya sea en todo el campo (flujos irrotacionales) o bien a lo largo de líneas de corriente o vorticosas (flujos rotacionales). Cuando el flujo está en presencia de esfuerzos viscosos, éstos actúan como fuerzas de rozamiento que causan pérdidas de energía en forma de calor, causando que el Bernoulli no sea constante. Es posible visualizar el efecto Venturi, de manera sencilla, mediante un tubo de Venturi. Este tubo consta de un estrechamiento en su sección media a modo de producir una aceleración en el flujo y una disminución de la presión. Para observar la variación de las presiones a lo largo del tubo, se conectan a él otros tubos de menor diámetro que aspiran el fluido de la sección generando una altura de líquido cuantificada mediante una gradación milimetrada. La figura 1 ilustra un tubo de Venturi y la visualización de dicho efecto.
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Equipo y materiales utilizados 2 botellas PET
2 jeringas de 5 ml
Un trozo de manguera
Pegamento
cúter
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PROCEDIMIENTO DEL EXPERIMENTO Análisis 1 1 Se procedió a unir las botellas con un trozo de manguera 2 Se procedió a realizar orificios en el centro de los tubos y ubicamos las jeringuillas. 3 Se procedió a ubicar los acoples respectivos y para ajustar se ubicó pegamento. 4 Se procedió a ubicar presión de agua para hacer funcionar nuestro tubo de Venturi.
Datos y observaciones Mediante nuestro ensayo obtuvimos los siguientes datos Gravedad= 9.8 m/s2 Diámetro =50,75 y 100 mm Densidad del aire. =12,671N/m3 Presión atmosférica =1 atm o 101325 Pa
Análisis de Resultados Es importante tener este tipo de conocimientos previos, ya que como por ejemplo con la ayuda de un Tubo de Venturi se pueden diseñar equipos para aplicaciones específicas o hacerle mejoras a equipos ya construidos y que estén siendo utilizados en donde se desee mejorar su capacidad de trabajo utilizando menos consumo de energía, menos espacio físico y en general muchos aspectos que le puedan disminuir pérdidas o gastos excesivos en donde estos sean necesarios.
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Conclusiones Se puede concluir que para el tubo de Venturi donde circula un caudal permanente, la línea de energía es aproximadamente constante a lo largo, con una leve pérdida por cambio de sección. Se nota que esta constancia de la energía se da porque en los angostamientos la velocidad aumenta, y por tanto la altura de velocidad aumenta, y la altura de presión disminuye, y viceversa para secciones mayores, es decir existe una compensación entre ambas magnitudes. Es indispensable para la parte de diseño tener los conocimientos referidos al cálculo de un Tubo de Venturi, los cuales se pueden realizar haciendo la relación entre los distintos diámetros del tubo, como por ejemplo el de la entrada del tubo, la garganta y la salida del tubo; igualmente teniendo el conocimiento del caudal que va a entrar en el mismo, o que se desea introducir para cumplir una determinada función (como la de crear vacío) y tomar muy en cuenta las presiones que debe llevar el fluido, ya que esto va a ser el factor más fundamental para que su función se lleve a cabo.
Bibliografía Básica
YUNUS, A. Çengel; CIMBALA, H. John; “MECÁNICA DE FLUIDOS FUNDAMENTOS Y APLICACIONES”; I Edición; McGraw Hill Editorial; México D.F.; 2006.
Complementaria
http://tesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/30/1/Tesis%20Omar%20Campos. pdf
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