Laboratorio tubo venturi

3er Laboratorio Mecánica de fluidos
Tubo Venturi

Presentado por:

Kennet Wagner Osorio
Rogelio Andrés Muñetón López

Docente:

Luis Fernando Carvajal

Universidad Nacional de Colombia (Sede Medellín)
(26/04/2017)
__________________________________________

1. Presión en Va

Un tubo Venturi es un dispositivo inicialmente diseñado para medir la velocidad de un fluido aprovechando el efecto Venturi, en el cual un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presión cuando aumenta la velocidad al pasar por una zona de sección menor. Gracias a esta diferencia de presiones es posible determinar, una vez calibrado, el caudal en función de la diferencia de presión. El valor de la presión en el punto VA se mide a partir de la lectura en el manómetro.

Para calcular la Presión en Va (Venturi antes) contra la atmósfera se procede de la siguiente manera:

[pic 1]

Donde las alturas hizq, hder, htub, hagua, son datos tomados en el laboratorio los cuales se presentan en la tabla 1.

Tabla 1 Datos de hi para Presión en Va

Reemplazando los respectivos valores de hi en la anterior ecuación se tiene qué:

Presión manométrica: [pic 2]

Presión absoluta: [pic 3]

1. Gradiente Hidráulico [pic 4]

Los datos obtenidos en el laboratorio y en los respectivos cálculos se muestran en las tablas 2 y 3.

Tabla 2 Alturas en el manómetro para el Qmáx

Tabla 3 Valores de Distancia y Cabeza de presión

A partir de los datos obtenidos, mostrados en la Tabla 3, se obtiene la Gráfica 1 que describe la variación de la presión a lo largo del Venturi para cuando se consideran presiones absolutas y manométricas.

[pic 5]

[pic 6]

Gráfica 1 Línea de gradiente hidráulico

De la tabla 3 se puede notar que la presión tiene un mínimo en el punto V6, donde la cabeza de presión es de 0,200 [m] aprox.; es decir que al comienzo del tubo de menor diámetro (garganta del Venturi) se presentarán las menores presiones.

Se observa además que la presión no vuelve a ser la misma que había antes, esta pérdida de energía se debe al accesorio y es por esto que es necesario calibrarlo con respecto a las ecuaciones que se hallan teóricamente.

Nota: Más conclusiones de la línea de gradiente hidráulico se presentan en el numeral 5 (análisis y conclusiones).

1. Cabeza de Velocidad [pic 7]

La cabeza de velocidad que se presenta como  se puede reemplazar por la expresión equivalente  donde A varia a lo largo del eje horizontal del tubo (disminuyendo en la sección cónica convergente y aumentando de nuevo en la sección cónica divergente). Los valores de A se pueden medir a partir de semejanza de triángulos conociendo los diámetros de los tubos y las longitudes de estos o mediante una función lineal, dependiendo ésta del diámetro o el radio a lo largo del eje. El caudal se tomará entonces como el medido por el medidor magnético de caudales.[pic 8][pic 9]

Se espera a partir de la expresión que la velocidad aumente mientras el fluido pasa a través de la garganta y a partir de este cambio en la velocidad es que se observa un cambio en la presión, pues si la velocidad aumenta, la presión debe disminuir para que el valor de la ecuación de Bernoulli sea constante en la línea de corriente.

Tabla 4 Funciones que definen los diámetros del tubo

La Tabla 4 muestra la función que define los diferentes diámetros a lo largo del Venturi por tramos. Mediante ésta se procede a obtener dichos valores para luego calcular las áreas y posteriormente las velocidades. Lo resultados se muestran en la siguiente tabla:

Tabla 5 Resultados Áreas y Velocidades

Con los datos de la tabla 5 se procede a graficar la Cabeza de velocidad vs Distancia, obteniéndose la gráfica 2.

Como era de esperarse, se observa que la velocidad aumenta rápidamente cuando se acerca a la garganta, aumenta aún más cuando pasa por ella y vuelve a disminuir de igual manera cuando ha pasado al otro lado del tubo.

...