UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ

FACULTAD DE INGENIERIAS Y CIENCIAS PURAS

PROGRAMA ACADEMICO DE INGENIERIA CIVIL

INFORME DE PRACTICA N 03

HIDROSTATICA DE FLUIDOS

ASIGNATURA: Laboratorio de Mecnica de Fluidos

PRESENTADO POR: Yhon Elmer Sucasaire Mendoza

CODIGO: 21402083

DOCENTE: Ing. Fritz Mamani Apaza

SEMESTRE Y SECCION: Cuarto - A

JULIACA- PERU

2015

INFORME N04 Y.E.S.M-R.A.M.A /LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS/ UANCV-2013

A: Ing. Rubn Alex Mamani Apaza

Docente de la asignatura de laboratorio de mecnica de fluidos

De: Yhon Elmer Sucasaire Mendoza

Alumno de la asignatura de laboratorio de mecnica de fluidos

Asunto: Practica N 04

Tema: Flujo a travs de un tubo de venturi

FECHA DE ENTREGA DE INFORME: 03 de diciembre del 2013

Me es grato dirigirme a Ud. Con la finalidad de poner en su conocimiento el informe de prctica N 03 (Flujo a travs de un tubo de venturi) Del curso de laboratorio de mecnica de fluidos del semestre 2013-II. Realizado el da Lunes 26 de noviembre del 2013 a horas 4:40 PM en el lugar del laboratorio de hidrosttica de la universidad andina NESTOR CACERES VELASQUEZ

En cuanto informo para los fines pertinentes:

ndice - Desarrollo de la practica

Presentacin -Observaciones

Resea histrica -Recomendaciones

Introduccin -Conclusiones

Objetivos de la prctica -Bibliografa

Marco terico -Anexos

Ubicacin de la practica

Instrumentos utilizados

Cumplo con informar a Ud. Ingeniero para los fines que vea por conveniente.

ATTE.

Yhon Elmer Sucasaire Mendoza

INDICE

Presentacin..

Resea histrica..

Introduccin..

Objetivos de la prctica.

Marco terico

Ubicacin de la prctica.

Instrumentos utilizados.

Desarrollo de la prctica

Observaciones

Recomendaciones..

Conclusiones..

Bibliografa..

Anexos.

PRESENTACION

Seor docente del curso de laboratorio de mecnica de fluidos del programa acadmico profesional de ingeniera civil de la universidad Nstor Cceres Velsquez de la ciudad de JULIACA pongo a vuestra consideracin el informe de la segunda prctica del curso intitulado.

Sobre calibrado de manmetros y presostatos Cod.939402

Este trabajo pretende cubrir un importante campo de actuacin de los ingenieros como es el de:

a) El uso adecuado del equipo usado en la practica

b) El entendimiento de calibrado de manmetros y presostatos Cod. 939402

c) Y verificamos que la inestabilidad se obtiene cuando el baricentro y el metacentro estn a la misma altura

Estas son algunas de las actividades que se realizaron y que ser de mucha ayuda en el transcurso de nuestra carrera profesional donde yo como estudiante de Ing. Civil y prximo Ing. Civil se me exigir hacerlo con la mayor precisin posible utilizando los mtodos y aparatos adecuados.

Yhon Elmer Sucasaire Mendoza

RESEA HISTORICA

Giovanni Battista Venturi Naci en 1746 en Reggio (Italia), de una familia en circunstancias fciles, contemporneo de Leonhard Euler y Daniel Bernoulli, Figura 1. All recibi buena educacin, y mientras todava joven demostr que posea un agudo intelecto y maravillosa memoria. A los 23 aos fue ordenado sacerdote y fue profesor en el seminario donde pas su juventud.

Figura 1.- Giovanni Battista Venturi.

Pronto fue reconocido el valor del tubo Venturi, y fue llamado a la Universidad de Mdena, donde ense filosofa y geometra. Ms tarde su extenso conocimiento obtuvo para l, el Marqus de Rangone, Ministro del duque de Mdena, los puestos de auditor, ingeniero del Estado y matemtico ducal, Rouse (1980). Como tcnico fue contratado en muchas obras, tales como la construccin de puentes; rectificacin de los cursos de agua; drenaje de tierras pantanosas; y el establecimiento de normas estatales para la construccin de las represas en ros. Debido a su gran reputacin como ingeniero, Venturi se convirti en una autoridad en cuestiones hidrulicas y a menudo fue aplicado en casos de arbitraje. En 1786 se le dio el puesto de profesor de Fsica Experimental en la Universidad de Mdena, que le dio la oportunidad de organizar un laboratorio con los aparatos ms modernos en su momento. Estas numerosas ocupaciones no impidieron que estudiara literatura y poesa; con lo cual logr terminar la publicacin de Memorias histricas de la ciudad de Mdena. Cuando el duque de Mdena emprendi negociaciones con el Consejo Ejecutivo Supremo de la Repblica francesa, Venturi se convirti en Secretario de la Legacin y fue enviado a Pars donde se estableci durante un tiempo, lo que le permiti mejorar sus conocimientos de fsica y qumica. All hizo amistad con personas del mbito cientfico de la poca, como Cuvier, Hauy, Biot, Lalande, Monge y Laplace. Durante su estancia en Pars, Venturi public varios tratados, como Las investigaciones experimentales sobre el principio de la comunicacin lateral del movimiento en fluidos aplicado a los diferentes fenmenos hidrulicos", en donde propone y demuestra la ley natural que ahora conocemos con el nombre de Venturi. En su estancia de ao y medio en Pars, fue elogiado por el General Bonaparte en una carta dirigida por medio de Lalande, Director del Observatorio de Pars, expresndose de la siguiente manera como uno de los hombres ms competentes para lograr renombre en Italia, constructor de obras hidrulicas tiles y como un buen profesor en las matemticas y fsica y en otra carta es elogiado por su habilidad en el arte de la Ingeniera Civil y Arquitectura Militar. Despus Bonaparte lo nombra miembro del cuerpo de la Legislatif y profesor en la escuela militar de Mdena, as como caballero de la Legin de honor. El trabajo realizado en 1797, titulado: "Recherches Exprimentales sur le Principe de la Communication Latrale du Mouvement dans les Fluides appliqu a lExplication de Diffrens Phnomenes Hydrauliques," en donde describe los

experimentos realizados paso a paso sus proposiciones y teoras en relacin al flujo del agua, Tredgold (1836), como se muestra en las Figuras 2 y 3 las ilustraciones de sus diversos experimentos. Sin embargo, posterior a esto, debido a influencias polticas adversas Venturi fue incluso privado de su libertad hasta despus de la conquista de Italia, el primer cnsul le dio una ctedra en la Universidad de Pava. Durante este perodo, Venturi encontr tiempo para participar en la construccin de una mina y obras hidrulicas; ms tarde fue nombrado

INTRODUCCION

Esta investigacin tiene como objetivo principal estudiar el efecto, funcionamiento y las aplicaciones tecnolgicas de algunos aparatos medidores de flujo el cual su invencin data de los aos 1.800,como el Tubo Venturi, donde su creador luego de muchos clculos y pruebas logr disear un tubo para medir el gasto de un fluido, es decir la cantidad de flujo por unidad de tiempo.

Principalmente su funcin se bas en esto, y luego con posteriores investigaciones para aprovechar las condiciones que presentaba el mismo, se llegaron a encontrar nuevas aplicaciones como la de crear vaco a travs de la cada de presin.

Luego a travs de los aos se crearon aparatos como los rotmetros y los fluxmetros que en la actualidad cuenta con la mayor tecnologa para ser ms precisos en la medicin del flujo.

Tambin tener siempre presente la seleccin del tipo de medidor, como los factores comerciales, econmicos, para el tipo de necesidad que se tiene etc.

El estudiante o ingeniero que conozca los fundamentos bsicos y aplicaciones que se presentan en este trabajo debe estar en capacidad para escoger el tipo de medidor que se adapte a las necesidades que el usuario requiere.

OBJETIVOS DE LA PRACTICA

Experimentar el proceso para poder medir la variacin de velocidad considerando un patrn y uno de prueba para encontrardatosde comparacin y de variacin.

La caera esta conformada por tres formas diferentes

Uno con seccin cortante.

Uno convergente.

Uno divergente.

MARCO TEORICO

0. TUBO DE VNTURI

El Tubo de Venturi fue creado por el fsico e inventor italiano Giovanni Battista Venturi (1.746 1.822). Fue profesor en Mdena y Pava. En Paris y Berna, ciudades donde vivi mucho tiempo, estudi cuestiones tericas relacionadas con el calor, ptica e hidrulica.

En este ltimo campo fue que descubri el tubo que lleva su nombre. Segn l 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 presin entre el lugar por donde entra la corriente y el punto, calibrable, de mnima seccin del tubo, en donde su parte ancha final acta como difusor.

DEFINICIN

El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una prdida de presin al pasar por l un fluido. En esencia, ste es una tubera corta recta, o garganta, entre dos tramos cnicos. La presin vara en la proximidad de la seccin estrecha; as, al colocar un manmetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la cada de presin y calcular el caudal instantneo, o bien, unindola a un depsito carburante, se puede introducir este combustible en la corriente principal.

Las dimensiones del Tubo de Venturi para medicin de caudales, tal como las estableci Clemens Herschel, son por lo general las que indica la figura 1. La entrada es una tubera corta recta del mismo dimetro que la tubera a la cual va unida.

El cono de entrada, que forma el ngulo a1, conduce por una curva suave a la garganta de dimetro d1. Un largo cono divergente, que tiene un ngulo a2, restaura la presin y hace expansionar el fluido al pleno dimetro de la tubera. El dimetro de la garganta vara desde un tercio a tres cuartos del dimetro de la tubera.

La presin que precede al cono de entrada se transmite a travs de mltiples aberturas a una abertura anular llamada anillo piezomtrico. De modo anlogo, la presin en la garganta se transmite a otro anillo piezomtrico. Una sola lnea de presin sale de cada anillo y se conecta con un manmetro o registrador. En algunos diseos los anillos piezomtricos se sustituyen por sencillas uniones de presin que conducen a la tubera de entrada y a la garganta.

La principal ventaja del Vnturi estriba en que slo pierde un 10 - 20% de la diferencia de presin entre la entrada y la garganta. Esto se consigue por el cono divergente que desacelera la corriente.

Es importante conocer la relacin que existe entre los distintos dimetros que tiene el tubo, ya que dependiendo de los mismos es que se va a obtener la presin deseada a la entrada y a la salida del mismo para que pueda cumplir la funcin para la cual est construido.

Esta relacin de dimetros y distancias es la base para realizar los clculos para la construccin de un Tubo de Venturi y con los conocimientos del caudal que se desee pasar por l.

Deduciendo se puede decir que un Tubo de Venturi tpico consta, como ya se dijo anteriormente, de una admisin cilndrica, un cono convergente, una garganta y un cono divergente. La entrada convergente tiene un ngulo incluido de alrededor de 21, y el cono divergente de 7 a 8.

La finalidad del cono divergente es reducir la prdida global de presin en el medidor; su eliminacin no tendr efecto sobre el coeficiente de descarga. La presin se detecta a travs de una serie de agujeros en la admisin y la garganta; estos agujeros conducen a una cmara angular, y las dos cmaras estn conectadas a un sensor de diferencial de presin.

FUNCIONAMIENTO DE UN TUBO DE VENTURI

En el Tubo de Venturi el flujo desde la tubera principal en la seccin 1 se hace acelerar a travs de la seccin angosta llamada garganta, donde disminuye la presin del fluido. Despus se expande el flujo a travs de la porcin divergente al mismo dimetro que la tubera principal. En la pared de la tubera en la seccin 1 y en la pared de la garganta, a la cual llamaremos seccin 2, se encuentran ubicados ramificadores de presin. Estos se encuentran unidos a los dos lados de un manmetro diferencial de tal forma que la deflexin h es una indicacin de la diferencia de presin p1 p2. Por supuesto, pueden utilizarse otros tipos de medidores de presin diferencial.

La ecuacin de la energa y la ecuacin de continuidad pueden utilizarse para derivar la relacin a travs de la cual podemos calcular la velocidad del flujo. Utilizando las secciones 1 y 2 en la formula 2 como puntos de referencia, podemos escribir las siguientes ecuaciones:

(1)Q = A1v1 = A2v2

(2)

Estas ecuaciones son vlidas solamente para fluidos incomprensibles, en el caso de los lquidos. Para el flujo de gases, debemos dar especial atencin a la variacin del peso especfico con la presin. La reduccin algebraica de las ecuaciones 1 y 2 es como sigue:

Se pueden llevar a cabo dos simplificaciones en este momento. Primero, la diferencia de elevacin (z1-z2) es muy pequea, aun cuando el medidor se encuentre instalado en forma vertical. Por lo tanto, se desprecia este termino. Segundo, el termino hl es la perdida de la energa del fluido conforme este corre de la seccin 1 a la seccin 2.

El valor hl debe determinarse en forma experimental. Pero es ms conveniente modificar la ecuacin (3) eliminando h1 e introduciendo un coeficiente de descarga C:

La ecuacin (4) puede utilizarse para calcular la velocidad de flujo en la garganta del medidor. Sin embargo, usualmente se desea calcular la velocidad de flujo del volumen.

Puesto que , tenemos:

El valor del coeficiente C depende del nmero de Reynolds del flujo y de la geometra real del medidor. La siguiente figura muestra una curva tpica de C Vs nmero de Reynolds en la tubera principal.

La referencia 3 recomienda que C = 0.984 para un Tubo Vnturi fabricado o fundido con las siguientes condiciones:

La referencia 3, 5 y 9 proporcionan informacin extensa sobre la seleccin adecuada y la aplicacin de los Tubos de Venturi.

La ecuacin (14-5) se utiliza para la boquilla de flujo y para el orificio, as como tambin para el Tubo de Venturi.

UBICACIN DE LA PRACTICA

INSTRUMENTO UTILIZADO

DESARROLLO DE LA PRACTICA

Q (l/min)

lectura de plazometros mm (AGUA)

1

2

3

4

12

400

400

115

350

285

82.46

18.5

365

365

205

340

160

84.38

16.5

305

305

195

285

110

81.82

14.2

255

255

185

245

70

85.71

19

395

395

210

365

185

83.78

R=

83.63

OBSERVACIONES

No hubo comodidad

No hubo iluminacin ya que todos se amontonaban para tomar apuntes y hacan sombra

Mucho desorden al momento de tomar datos

RECOMENDACIONES

Seria mejor si explicara mas detalladamente el origen su uso y aplicacin en la carrera

Debera formar grupos de alumnos para evitar el desorden

CONCLUSIONES

Tener en cuenta que los Medidores de Flujos son dispositivos, el cual pueden ser utilizado en muchas aplicaciones tecnolgicas y aplicaciones de la vida diaria, en donde conociendo su funcionamiento y su principio de operacin se puede entender de una manera ms clara la forma en que este nos puede ayudar para solventar o solucionar problemas o situaciones con las cuales son comunes e

Reconocer que con la ayuda de un medidor de flujo se pueden disear equipos para aplicaciones especficas o hacerle mejoras a equipos ya construidos y que estn siendo utilizados por empresas, en donde se desee mejorar su capacidad de trabajo utilizando menos consumo de energa, menos espacio fsico y en general muchos aspectos que le puedan disminuir prdidas o gastos excesivos a la empresa en donde estos sean necesarios.

El Tubo de Venturi es un dispositivo que por medio de cambios de presiones puede crear condiciones adecuadas para la realizacin de actividades que nos mejoren el trabajo diario, como lo son sus aplicaciones tecnolgicas.

BIBLIOGRAFIA

Avallone, Eugene A. "Manual de Ingeniero Mecnico". Tomo 1 y 2. Novena Edicin. Mc Graw Hill. Mexico, 1996.

Bolinaga, Juan. "Mecnica elemental de los fluidos". Fundacin Polar. "Universidad Catlica Andrs". Caracas, 1992.

Enciclopedia Salvat, Ciencia y Tecnologa. Tomo 12 y 14. Salbat Editores, S.A. Primera Edicin. Barcelona, 1964.

Mott, Robert. "Mecnica de los Fluidos". Cuarta Edicin. Prentice Hall. Mxico, 1996.

Vargas, Juan Carlos. "Manual de Mecnica para no Mecnicos". Intermedios Editores. Colombia, 1999.

Victor L. Steerter Mecanica de Fluidos. Sptima edicin, Ed. Mac Graw-Hill; Mxico 1.979.

http:// www.wanadoo.com 23/11/2005

ANEXOS

GRACIAS