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• besmer stalin blas aredo

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MEDIDORES DE FLUJO OBJETIVO:  

Calibrar la medida de caudal de un rotámetro. Calibrar dos vertederos rectangulares de dimensión conocida.

Calibración del Rotámetro   

Tomar las medidas de la temperatura del agua, e investigar en fuentes bibliográficas los valores de densidad y viscosidad a las temperaturas medidas. Calcular el caudal directo, dividiendo el volumen entre el tiempo medido. Graficar el caudal calculado (eje y) vs. la altura del flotador del rotámetro (eje x), y finalmente establecer la línea de tendencia de los datos (y=ax+b).

Calibración de Vertedero 2

𝑄 = 3 𝐶𝑑 (√2𝑔)𝐵 (ℎ   

3⁄ 2)

……Ecuación 1

Transformar las medidas de la Tabla 2, del sistema inglés al sistema internacional (SI). Utilizar la gráfica del rotámetro para despejar el caudal en función de las alturas del flotador del rotámetro de la tabla 2. Utilizando la Ec. (1) despejar el valor de Cd para cada vertedero.

RESULTADOS Tabla 1. Datos de la práctica t [s] 5.01 4.93 4.98 4.9 4.93

V [ml] 708 1190 1598 2020 2500

Temp Altura Caudal densidad Viscosidad [ºC] [mm] [ml/s] [g/ml] [cP] 24 30 141.32 997,38 0,000911 24 60 241.38 997,38 0,000911 24 90 320.88 997,38 0,000911 24 120 412.445 997,38 0,000911 24 150 507.1 997,38 0,000911

Tabla 2. Calibración de Vertederos Altura del flotador del Rotámetro [mm] 30 60 90 120 150

B: 1/2 pulg B: 3/8 pulg B: 3/4 pulg h [metros] h [metros] h [metros] 0.0254 0.030988 0.006096 0.033274 0.042418 0.030988 0.04572 0.059182 0.0381 0.052832 0.068834 0.046482 0.063246 0.078994 0.05334

altura de flotador 1 vs caudal 600 y = 3.0088x + 53.838 500

caudal

400 300 200

100 0 0

20

40

60

80

100

120

altura de flotador

DESPEJANDO EL CAUDAL EN FUNCION DE LAS ALTURAS DEL ROTÁMETRO: Q = 3.0088h + 53.838 DESPEJANDO CD PARA VERTEDERO 1: 2 3 𝑄 = 𝐶𝑑 (√2𝑔)𝐵 (ℎ ⁄2 ) 3 Q

B

h

g

CD

0.14132

0.0127

0.0254

0.24138

0.0127

0.033274

0.32088

0.0127

0.04572

0.412445

0.0127

0.052832

9.81

0.5071

0.0127

0.063246

9.81 850.123559

9.81 930.874407 9.81

1060.4295

9.81 875.228302 905.64606

DESPEJANDO CD PARA VERTEDERO 2: Q

B

h

g

CD

0.14132

0.009525

0.030988

9.81 921.064579

0.24138

0.009525

0.042418

9.81 982.319521

0.32088

0.009525

0.059182

9.81 792.382665

0.412445

0.009525

0.068834

9.81 811.966862

0.5071

0.009525

0.078994

9.81 812.043371

DESPEJANDO CD PARA VERTEDERO 3: Q

B

h

g

CD

0.14132

0.01905

0.006096

9.81 5278.16508

0.24138

0.01905

0.030988

9.81 786.606878

0.32088

0.01905

0.0381

9.81 767.011655

0.412445

0.01905

0.046482

9.81 731.620071

0.5071

0.01905

0.05334

9.81 731.746866

140

160

DISCUSIONES: La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión. A la presión normalizada de 101 325 Pa (1 atmósfera), el agua líquida tiene una densidad máxima 999,974 9 kg·m-3 a los 3,983 035 °C. Al subir la temperatura, disminuye la densidad (por ejemplo, a 20 °C tiene 998,206 7 kg·m-3 y a 40 °C alcanza una densidad de 992,215 2 kg·m-3. La temperatura de 3,983 035 °C representa un punto de inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la práctica), hasta que a los 0 °C disminuye hasta 999,842 8 kg·m-3. (Tanaka et al ,2001). Para este análisis no hubo variación de la temperatura del fluido por lo que sus propiedades se mantiene constante en nuestras operaciones con un valor de 997,38 kg/m^3 para la densidad y un valor de 0,000911 Pa*s para la viscosidad. Antes de entrar en el tema, digamos que se puede definir como fluido ideal el que carece de fricción, es decir el de viscosidad cero, entendiendo por fricción, el roce que se produce al desplazarse unas moléculas con relación a las otras o con relación a las de un cuerpo sólido con el que estuvieran en contacto. De esta manera, las fuerzas internas en un corte interior cualesquiera son siempre normales al corte, aunque el fluido se halle en movimiento. En consecuencia, estas fuerzas son sólo fuerzas de presión. (Agustín Domingo, 2011) Como hemos ido viendo tanto la densidad como la viscosidad del agua se mantienen constante lo que nos facilita a la hora de afirmar que nuestros resultados dependían del caudal utilizado del diámetro de la tubería, estos factores son los que nos permiten conseguir distintas alturas en el vertedero. Si las propiedades del agua hubiesen variado hubiésemos necesitado determinar la influencia tanto de la viscosidad como la densidad en los resultados.

CONCLUSIONES:  

Se cumplió con el objetivo primero que era conseguir calibrar la medida de caudal de un rotámetro. La calibración de los vertederos fue satisfactoria así cumplimos con los objetivos propuestos antes de la práctica.

REFERENCIAS: -

Agustin martin Domingo, apuntes de mecánica de fluidos. Universidad politécnica de Madrid. 2011. Tanaka, M., Girard, G., Davis, R., Peuto, A., Bignell, N., [NMIJ, BIPM, IMGC, NML], (2001) “Recommended table for the density of water between 0 °C and 40 °C based on recent experimental reports”, Metrologia, 2001, 38, n°4, pp. 301–309.