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Fecha de entrega:
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16 de abril de 2013
16 de abril de 2013
Facultad de Mecánica - Energía
Facultad de Mecánica - Energía
Universidad Nacional del Callao
Universidad Nacional del Callao
(UNAC)
(UNAC)
Introducción
Introducción
En este informe se determinará la cantidad de flujo del agua por unidad de tiempo, En este informe se determinará la cantidad de flujo del agua por unidad de tiempo,
por el
por el método “Medición Directa de Flujo” donde se realizará dos experienciasmétodo “Medición Directa de Flujo” donde se realizará dos experiencias para el caudal: volumétrico y másico; con la ayuda de equipos y materiales que se para el caudal: volumétrico y másico; con la ayuda de equipos y materiales que se
dan a conocer. dan a conocer.
Los resultados de la tabulación de datos se harán respecto a los 7ensayos 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 realizados para poder contrastar la reducción del flujo y la rapidez de flujo utilizando análisis de cálculos básicos para poder graficarlos y comparar los utilizando análisis de cálculos básicos para poder graficarlos y comparar los
resultados. resultados.
Se recalca las características del laboratorio como la temperatura y la presión para Se recalca las características del laboratorio como la temperatura y la presión para
utilizar otras propiedades en el cálculo. utilizar otras propiedades en el cálculo.
Por último daremos las respectivas conclusiones a los objetivos trazados y Por último daremos las respectivas conclusiones a los objetivos trazados y algunas recomendaciones para una mejor experiencia y alguna aplicación. algunas recomendaciones para una mejor experiencia y alguna aplicación.
1.
1. Planteamiento Planteamiento del del problemaproblema
Determinar
Determinar la cantidad la cantidad de sustancia de sustancia operante en operante en un determinado tiempo.un determinado tiempo. 2. Objetivos
2. Objetivos
2.1
2.1 objetivos objetivos generalesgenerales
Determinar el caudal del agua por el método directo usando dos Determinar el caudal del agua por el método directo usando dos métodos: volumétrico y másico.
métodos: volumétrico y másico. 2.2
2.2 Objetivos Objetivos específicosespecíficos
Determinar el Determinar el método más método más eficiente eficiente para calcular para calcular la rapidez la rapidez de de flujo.flujo.
Diferenciar los métodos de medición de caudal.Diferenciar los métodos de medición de caudal.
Medir y analizar el caudal para diferentes aberturas de la válvula deMedir y analizar el caudal para diferentes aberturas de la válvula de
control. control. 3. Metodología 3. Metodología 3.1 Procedimiento 3.1 Procedimiento Método volumétrico: Método volumétrico:
Reconocimiento y preparación del equipo para efectuar el ensayo.Reconocimiento y preparación del equipo para efectuar el ensayo.
Se gradúa la abertura de la válvula de control.Se gradúa la abertura de la válvula de control.
Se procede a llenar con agua.Se procede a llenar con agua.
Toma del volumen de agua para 2 segundos.Toma del volumen de agua para 2 segundos.
Repetir los pasos 3 veces para elaborar un promedio de mediciones.Repetir los pasos 3 veces para elaborar un promedio de mediciones.
Repetir el método 7 veces para contar con un margen de mediciónRepetir el método 7 veces para contar con un margen de medición
mayor. mayor.
4.
4. Tabulación Tabulación de de datosdatos
T = 23 °C
T = 23 °C VolumétricoVolumétrico MásicoMásico Nº
Nº Tiempo Tiempo (s) (s) V(mL) V(mL) Tiempo Tiempo (s) (s) m(kg)m(kg) 1 1 22 1805 9 1805 9 2 2 1860 10 1860 10 1740 11 1740 11 2 2 22 1660 13 1660 13 2 2 1720 13 1720 13 1620 13 1620 13 3 3 22 1760 11 1760 11 2 2 1680 13 1680 13 1720 13 1720 13 4 4 22 1200 17 1200 17 2 2 1200 19 1200 19 1000 18 1000 18 5 5 22 895 18 895 18 2 2 900 19 900 19 940 19 940 19 6 6 22 840 20 840 20 2 2 860 21 860 21 820 23 820 23 7 7 22 680 25 680 25 2 2 680 26 680 26 640 29 640 29 *Materiales y métodos *Materiales y métodos
Banco de prueba hidráulicoBanco de prueba hidráulico
Bomba de aguaBomba de agua
Probeta graduada de 2000 mLProbeta graduada de 2000 mL CronometroCronometro Pesas de 2 kgPesas de 2 kg MangueraManguera
5.
5. Análisis de cálculoAnálisis de cálculo
5.1
5.1 Rapidez de Rapidez de flujo de volumen flujo de volumen (( ̇ ̇ ))
((mm33/s/s)) Q = caudal en ( Q = caudal en (mm33/s)/s).. V= volumen en V= volumen en mm33 t= tiempo en segundos. t= tiempo en segundos. 5.2
5.2 Análisis de Análisis de flujo gravimétrico flujo gravimétrico (( ̇ ̇gg))
Por equilibrio Por equilibrio
M
Maguaagua*1= M*1= Mbloquesbloques*3 *3 entonces entonces MMaguaagua= 6 Kg= 6 Kg
5.3
5.3 Rapidez de Rapidez de flujo de peso flujo de peso (( ̇ ̇ ))
Se tomó la temperatura del agua para determinar con exactitud suSe tomó la temperatura del agua para determinar con exactitud su
densidad densidad T= 23
T= 23oo P= 1 atm. Por tablas:P= 1 atm. Por tablas:
== 997.4 kg/m997.4 kg/m33.. ̇ ̇ ̇ ̇ 5.4
5.4 Rapidez de Rapidez de flujo de masa flujo de masa (( ̇ ̇ ))
̇̇ Volumétrico Volumétrico Tiempo (s) Tiempo (s) V(mL)V(mL) 2 2 1200 1200 1200 1200 1000 1000
̇ ̇
6.
6. Tablas Tablas y y ResultadosResultados
Caudal volumétrico Caudal volumétrico Nº Nº Q=V/t (mL/s)Q=V/t (mL/s) Calculo de Q enCalculo de Q en (m (m33/s)/s) Q (pro) caudal. Q (pro) caudal. Promedio en Promedio en (m (m33/s)./s). 44 1200/2 0.000600 1200/2 0.000600 0.000567 0.000567 1200/2 0.000600 1200/2 0.000600 1000/2 0.000500 1000/2 0.000500 Caudal màsico Caudal màsico Nº Nº ̇ ̇ =M/t (Kg/s)=M/t (Kg/s) Calculo deCalculo de ̇ ̇ enen (Kg/s) (Kg/s)
̇ ̇ (pro) caudal.(pro) caudal. Promedio en Promedio en (m (m33/s)./s). 44 6/17 0.352941 6/17 0.352941 0.334021 0.334021 6/19 0.315789 6/19 0.315789 6/18 0.333333 6/18 0.333333
Vemos que el caudal disminuye a medida que se va cerrando laVemos que el caudal disminuye a medida que se va cerrando la
abertura con la válvula ya que el área disminuye. abertura con la válvula ya que el área disminuye. Giro de válvula Giro de válvula ̇ ̇ (m(m33/s)/s) ̇ ̇ (N/s)(N/s) ̇ ̇ (kg/s)(kg/s) 00 0.000901 0.000901 8.815 8.815 0.8980.898 ¼ ¼ 0.000833 0.000833 8.15 8.15 0.8310.831 ½ ½ 0.000860 0.000860 8.41 8.41 0.8570.857 ¾ ¾ 0.000567 0.000567 5.55 5.55 0.5650.565 11 0.000455 0.000455 4.451 4.451 0.4540.454 1 ¼ 1 ¼ 0.000420 0.000420 4.109 4.109 0.4190.419 1½ 1½ 0.000333 0.000333 3.258 3.258 0.3320.332
7.
8. Conclusiones
8. Conclusiones
Llegamos a la conclusión que para medir el caudal resulta más factibleLlegamos a la conclusión que para medir el caudal resulta más factible
utilizar el método volumétrico. utilizar el método volumétrico.
Hemos diferenciado de todo los resultados en el ensayo que el caudalHemos diferenciado de todo los resultados en el ensayo que el caudal
volumétrico resulta mayor que el másico por falta de precisión durante la volumétrico resulta mayor que el másico por falta de precisión durante la experiencia tales como: toma de tiempo, colocar las pesas, colocar la experiencia tales como: toma de tiempo, colocar las pesas, colocar la manguera; de manera imprecisa
manguera; de manera imprecisa
También hemos notado que el caudal es directamente proporcional a laTambién hemos notado que el caudal es directamente proporcional a la
abertura en el que sale el agua comprobando la fórmula Q = A*V abertura en el que sale el agua comprobando la fórmula Q = A*V
Se recomienda utilizar equipos sofisticados que reduzcan las imprecisionesSe recomienda utilizar equipos sofisticados que reduzcan las imprecisiones
durante la toma de datos. durante la toma de datos.
Se recomienda utilizar unidades como gal/min o L/min ya que estas sonSe recomienda utilizar unidades como gal/min o L/min ya que estas son
usadas con frecuencia y que los m
usadas con frecuencia y que los m33/s y pies/s y pies33/s son cantidades muy grandes/s son cantidades muy grandes para la rapidez de flujo por ejemplo una aplicación es
para la rapidez de flujo por ejemplo una aplicación es
Rapidez de flujo para Sistemas hidráulicos de aceite industrial: Rapidez de flujo para Sistemas hidráulicos de aceite industrial: 10-100 L/min o 3-30 gal/min
10-100 L/min o 3-30 gal/min 9.
9. RecomendacionesRecomendaciones
Se recomienda utilizar equipos sofisticados que reduzcan lasSe recomienda utilizar equipos sofisticados que reduzcan las
imprecisiones durante la toma de datos. imprecisiones durante la toma de datos.
Se recomienda utilizar unidades como gal/min o L/min ya que estasSe recomienda utilizar unidades como gal/min o L/min ya que estas
son usadas con frecuencia y que los m
son usadas con frecuencia y que los m33/s y pies/s y pies33/s son cantidades/s son cantidades muy grandes para la rapidez de flujo por ejemplo una aplicación es muy grandes para la rapidez de flujo por ejemplo una aplicación es
Rapidez de flujo para Sistemas hidráulicos de aceite industrial:Rapidez de flujo para Sistemas hidráulicos de aceite industrial:
10-100 L/min o 3-30 gal/min10-100 L/min o 3-30 gal/min
10.
10.AplicacionesAplicaciones
Llegamos a darnos cuenta de la suma importancia que tiene la cuantificación Llegamos a darnos cuenta de la suma importancia que tiene la cuantificación de flujo
de flujo ya que ya que encontramos diversas aplicaciones en la encontramos diversas aplicaciones en la industria como en industria como en lala Calderas para medir el flujo de entrada de agua y combustible y la salida de Calderas para medir el flujo de entrada de agua y combustible y la salida de vapor. En
vapor. En los sistemas de los sistemas de bombeo bombeo en general ejemplo en general ejemplo en las en las refinerías orefinerías o también en la conducción de agua en edificios y también para medir el 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
11. Referencias
Las siguientes páginas web: Las siguientes páginas web:
Mecánica de fluidos aplicada, Mecánica de fluidos aplicada, ROBERT ROBERT L. MOTTL. MOTT
www.ing.unlpam.edu.ar/~material/fluidos/pdf/clase_medidores_flujo.pdf www.ing.unlpam.edu.ar/~material/fluidos/pdf/clase_medidores_flujo.pdf
