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División de Ingeniería Mecánica e Industrial Laboratorio de Mecánica de Fluidos I
División de Ingeniería Mecánica e Industrial Laboratorio de Mecánica de Fluidos I
División de Ingeniería Mecánica e Industrial Laboratorio de Mecánica de Fluidos I
Práctica no. 6
Brigada: 1
Integrantes:
OBJETIVO
2.0
Realizar mediciones de gasto utilizando medidores de obstrucción: placa con
orificio y tubo Venturi.
INTRODUCCIÓN
Flujómetros ultrasónicos:
Los flujómetros ultrasónicos son dispositivos utilizados para medir el flujo de
líquidos o gases en tuberías mediante el uso de ondas ultrasónicas. Estos
dispositivos funcionan emitiendo pulsos de ondas ultrasónicas a través del fluido
en la tubería y midiendo el tiempo que tardan en viajar contra y a favor del flujo. Al
comparar los tiempos de tránsito de las ondas ultrasónicas, el flujómetro
ultrasónico puede calcular la velocidad del flujo. Hay dos tipos principales de
flujómetros ultrasónicos: los de tiempo de tránsito y los de efecto Doppler. Los
flujómetros ultrasónicos son ideales para aplicaciones donde se requiere una
medición no invasiva y precisa del flujo, como en industrias químicas, petroleras, y
de agua.
Rotámetro:
El rotámetro es un dispositivo de medición de flujo que utiliza el principio de
flotación para determinar la tasa de flujo de un fluido en una tubería. Consiste en
un tubo vertical, generalmente de vidrio o plástico transparente, con un flotador
móvil en su interior. Cuando el fluido fluye a través del tubo, el flotador se eleva
hasta alcanzar un equilibrio entre la fuerza de flotación y la fuerza del flujo del
fluido. La posición del flotador dentro del tubo indica la tasa de flujo del fluido. El
rotámetro es simple, económico y adecuado para medir flujos de líquidos y gases
en una amplia gama de aplicaciones, desde laboratorios hasta plantas industriales.
2
Medidor de flujo por boquilla:
El medidor de flujo por boquilla es un dispositivo utilizado para medir el flujo de
líquidos o gases en una tubería. Consiste en una sección de la tubería que se
estrecha en forma de boquilla, lo que provoca un aumento en la velocidad del fluido
y una disminución en la presión. Al medir la diferencia de presión entre la entrada y
la salida de la boquilla, el medidor de flujo por boquilla puede calcular la tasa de
flujo del fluido utilizando ecuaciones específicas. Estos medidores son precisos y
confiables en una variedad de condiciones de flujo y son comúnmente utilizados en
aplicaciones industriales donde se requiere una medición precisa del flujo, como en
plantas químicas, de petróleo y de energía.
3
1.0
CUESTIONARIO
4
● Los flujómetros ultrasónicos pueden ofrecer una mayor exactitud y precisión
en mediciones no invasivas de líquidos y gases, especialmente en tuberías
grandes y en condiciones de flujo variable.
● Los rotámetros son simples y económicos, pero su precisión puede verse
afectada por factores como la viscosidad del fluido y las variaciones en la
densidad. A menudo se utilizan en aplicaciones donde se requiere una
medición básica de flujo con un presupuesto limitado.
● Los medidores de flujo por boquilla ofrecen una buena precisión en una
amplia gama de condiciones de flujo, pero pueden ser más sensibles a la
obstrucción y a la erosión en comparación con otros dispositivos.
La placa de orificio y el tubo Venturi son ambos dispositivos utilizados para medir el
flujo de líquidos en tuberías, pero tienen aplicaciones ligeramente diferentes:
BIBLIOGRAFÍA
● Laser optical measurement systems and sensors. (2024, March 19). Dantec
Dynamics | Precision Measurement Systems & Sensors.
https://www.dantecdynamics.com/
● White, F. (2010). Fluid Mechanics. McGraw-Hill Education.
MATERIALES 2.0
● Tubo de Venturi
● PLaca con orificio (No utilizado en esta práctica)
● Fluido a utilizar (agua)
● Cronómetro
● Banco de pruebas de flujo
● Manómetro de mercurio
5
● Válvula reguladora de gasto
● Tanque volumétrico
DESARROLLO
Actividad 1. Medición del gasto volumétrico con placa de orificio.
El diámetro interior de la tubería principal es de 39 mm y el diámetro del orificio de
la placa es de 22 mm.
1. Colocar la sección de tubería que tiene la placa de orificio en el banco de
pruebas, poniendo especial atención en que los empaques de cada uno de
los extremos de la sección de tubería se encuentren en su lugar.
6
3. Abrir gradualmente la válvula que regulará el gasto a lo largo del
experimento (4) y encender el equipo (5) apretando el botón negro para
que el agua (fluido de trabajo), inicie a circular por el sistema.
4. Abrir las válvulas (2) que se encuentran en la placa de orificio para que el
agua pase y expulse el aire que tienen las mangueras por la zona en las
que se encuentran las válvulas de purga, dejando dichas mangueras
totalmente purgadas de aire.
5. Una vez purgadas las mangueras se debe de abrir al mismo tiempo y
lentamente las dos válvulas de purga para evitar fuertes cambios de
presión que puedan hacer que el manómetro de mercurio se dañe. Abiertas
totalmente las válvulas de purga (3) se tendrá en el manómetro una
diferencial de presión la cual se utilizará como la primera medición.
Medición del gasto real con el tanque volumétrico. Con la primera diferencia de
presiones se tomará el gasto que se tiene en el tanque volumétrico donde se
descarga el agua, dicha medición se realizará de la siguiente manera:
6. Se obstruirá el flujo del agua dejando caer una esfera en el orificio (6) por
donde esta se evacua.
7. En la zona de medición del volumen (7) se dejará que el agua pase a la
segunda escala de medición y marque 5 litros, momento en el que se
iniciará a tomar el tiempo con el cronometro.
7
8. Se tomará el tiempo que tarda en llenarse cierta cantidad de volumen en el
medidor de volumen (7), se recomienda usar volúmenes altos para
minimizar errores en el accionamiento del cronómetro (iniciar y detener) en
el conteo del tiempo. Para gastos bajos se recomienda 10 litros, y para
gastos altos 20 litros. Después de realizar las mediciones, quitar la esfera
para liberar el fluido del tanque volumétrico.
Se sugiere realizar la medición de gasto al menos 5 veces, variando el gasto con
la válvula del equipo (4).
Los datos obtenidos de volumen y tiempo serán utilizados para calcular el gasto
real del agua, Qreal.
Actividad 2. Medición del gasto volumétrico con el tubo venturi.
8
TABLAS DE DATOS
1 11 10 6.25
2 8 10 7.41
3 5 10 9.81
4 3 10 11.09
5 0 5 30.22
MEMORIA DE CÁLCULO
3.0
2 2
⊘ 0.039 2
𝐴1 𝑒𝑥𝑝2 = π 4
= π 4
= 0. 001194 [𝑚 ]
9
2 2
⊘ 0.018 2
𝐴2 𝑒𝑥𝑝2 = π 4
= π 4
= 0. 000254 [𝑚 ]
𝑉 10
𝑄 𝑑𝑒𝑝ó𝑠𝑖𝑡𝑜 = 𝑡
= 6.25
= 1. 6 [𝐿/𝑠]
TUBO DE VENTURI
Graficar Q vs (p1-p2)
10
A través de la tabla y de las gráficas correspondientes, podemos observar que a
medida que si la presión es mayor, también lo serán la velocidad 2 y el gasto que
presenta el fluido, además del número de Reynolds que nos indica si el flujo es
turbulento o laminar. Debido a que las medidas fueron tomadas en un orden
inverso, nos encontramos con los valores mś grandes al inicio de la tabla.
CONCLUSIONES 2.0
Cedillo Nava Mariano Mikael
11
para el tubo de Venturi no existieron obstáculos puntuales, pues se midieron todos
los datos necesarios para realizar las actividades. Si bien todo se realizó
eficientemente, hay que destacar que se depende de un observador con
cronómetro que puede llegar a tener errores en la medición al no ser una máquina
precisa que se detenga cuando se llega al gasto dado en el depósito, por ejemplo;
o inclusive errores en la observación de datos obtenidos con herramientas
analógicas.
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conocimiento práctico considerable al observar directamente los vertederos y los
datos generados por los equipos. Sin embargo, persisten dudas en cuanto a los
cálculos teóricos y cómo estos conducen al número de Reynolds. Por lo tanto, es
crucial complementar este aspecto teórico para un aprendizaje integral.
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