Descarga Por Orificio

¨DESCARGA POR ORIFICIO DE FONDO¨ LABORATORIO DE FLUIDOS

INFORME

Dirigido a la Ing. : HUATUCO GONZALES, Mario docente del curso

Informe realizado por : TRILLO PEREZ, Wilian Alfredo

CURSO : LABORATORIO DE FLUIDOS

TEMA : DESCARGA POR ORIFICIO

Fecha de presentación : miércoles 13 de marzo del 2013

Jefe Laboratorio: Ing. Mario HUATUCO GONZALES Página 1


INTRODUCCIÓN

El presente documento describe el procedimiento, cálculos y resultados obtenidos en el

ensayo: DESCARGA POR ORIFICIO DE FONDO; realizado el 6 de Marzo en el

laboratorio de fluidos de la Universidad Peruana los Andes

Asimilamos a una tubería por donde circula agua, y que dentro de dicha tubería posee

una placa con un orificio de 13mm colocado en forma concéntrica, entonces ésta provoca

que el flujo se contraiga bruscamente conforme se aproxima al orificio. La corriente que

fluye a través del orificio forma una vena contracta y la rápida velocidad del flujo resulta

en una disminución de presión aguas abajo del orificio.



OBJETIVOS

Experimentar y aprender en qué consiste el ensayo de la descarga del agua por

un orificio de fondo.

Analizar en qué consiste la altura dinámica y con que se puede medir.

Analizar en qué consiste la altura estática y con que se puede medir.

Determinar las velocidades reales y teóricas como también caudales teóricas y

reales.

Analizar la influencia del diámetro del orificio en coeficientes de velocidad,

contracción y descarga.



1. MARCO TEÓRICO

Tubo piezométrico:

Se utiliza para medir las presiones estáticas moderadas de un flujo que circula

dentro de una tubería. El instrumental está compuesto por un tubo transparente de

diámetro pequeño que se conecta a una tubería por medio de un niple, mientras

su otro extremo se encuentra abierto a la atmósfera. La altura que alcance la

columna del líquido dentro del tubo, multiplicada por el peso específico del fluido,

determinará la presión en la tubería en el punto de contacto en el que se instaló el

piezómetro.

Temperatura (T):

Es un parámetro que se puede relacionar con la actividad molecular que resulta

de la transferencia de calor.

Orificio:

La ecuación general de los orificios de pared delgada es:

Q= (Cd ) ¿

Donde

H 0 = Es la profundidad a la cual se encuentra el punto medio del

orificio

P0 = Presión atmosférica

V 0 = Velocidad de llegada del fluido al orificio

Cd = Coeficiente de gasto o descarga

Coeficientes de gasto, velocidad y contracción:



Cd = Cc Cv

Donde:

Cd = coeficiente de gasto o de descarga

Cv = coeficiente de velocidad

Cc = coeficiente de contracción

Estos tres valores dependen directamente del número de Reynolds y consideran

las pérdidas producidas en su trayectoria y la contracción del chorro de agua. La

magnitud de cada uno de los coeficientes anteriores pueden determinarse

mediante la gráfica siguiente:

2. ENSAYO

2.1. Materiales y Equipos:

A) Equipo de descarga por orificio:

Es un tanque cilíndrico de vidrio transparente con un orificio instalado en la

base; el equipo tiene las siguientes características:

Un Orificio estándar de 13 mm de diámetro.

Dos Piezómetros para que permite medir las siguientes alturas: Altura

del Nivel del Líquido o Altura Estática (HO) y Altura de Contracción del

chorro o Altura Dinámica (HC) después de la salida por el orificio

respectivamente.

Mecanismo de recorrido o Nonio: husillo con tuerca de ajuste calibrada

a 0,1 mm por división.



Equipo de descarga

2.2. Procedimiento Experimental:

1ro. Se encendió la motobomba y maniobrando la válvula de alimentación se

llenó el interior del tanque hasta una cierta altura, mientras por el orificio

hay una velocidad de descarga constante.

2do. Se medió la altura dinámica o altura de contracción (Hc) con el Tubo de

Pitot

3ro. Se medió la altura estática o altura del nivel del liquido (HO) con el Tubo

de Pitot

4to. Se realizaron ocho mediciones mas con los pasos dos y tres, para cada

medición se fueron disminuyendo el caudal con una velocidad de

descarga constante.

5to. Una vez finalizado el registro de datos, accionamos el interruptor de la

Motobomba para Apagarlo.



3. Cálculos

3.1. Formulas a utilizar:

Coeficiente de contracción

Cv=√ ∆hch Vreal=√2 g∆h

Vteorico=√2gh


Cc=

π∗Dc ²4

π∗Do ²4

Cc=Dc ²Do ²


Cd= Ac∗VrealAo∗Vteorico

Cd=

Dc ²Do ²

∗√∆hc

√h



3.2. Parámetros:

T⁰ = 15⁰C

υ = 1.141x10−6 m2/s

D = 0.013 m

g = 9.81 m/s2

Donde:

V = Velocidad de salidad del agua en el equipo (m/s)

D = Diametro del orificio de salida (m)

g = Gravedad (m/s2)

υ = Viscocidad Cinematica del agua (m2/s)

T⁰ = Temperatura (⁰C)

h = Pérdida de energia (m)

Hc = Altura de contraccion o altura dinamica (m)

Ho = Altura de nivel de agua o altura estatica (m)

4. Datos obtenidos



5. CONCLUSIONES

Se concluye que el orificio del tipo divergente genera mayor perdida por lo tanto

tiene consigo menor descarga.

V real (m/s)DIVERGENTE 0.5943DIVER.CONVERG. 0.7672COLOIDAL 0.3706CILINDRICA 1.0940ELICOIDAL 0.3132

Por otra parte también se observó de que el orificio del tipo cilíndrica tiene la

mayor velocidad y esto genera mayor caudal.

Q real (m3/s)DIVERGENTE 0.00005648DIVER.CONVERG. 0.00008677COLOIDAL 0.00004191CILINDRICA 0.00010971ELICOIDAL 0.00005535

También se pudo concluir que el Cv es directamente proporcional al Cd mas no al

Cc.



6. RECOMENDACIONES

Se recomienda que para orificios de este tipo no es recomendable por la parte del

ingreso del fluido genera mayor pérdida de presión pero a la salida por ser genera

mayor presión pero menor velocidad esto se debe a la forma del orifico que tiene

al ingreso y el agua no fluye de forma libre por esta parte.

Según los cálculos el orificio de forma cilíndrica se acopla más a las necesidades

para el diseño de sistemas de abastecimiento porque genera menos perdida y por

lo tanto tiene mayor caudal y velocidad.

También se recomienda que los Coeficientes de descarga más favorable es las de

la cilíndrica por tener el valor más alto solo en la descarga y en la velocidad más

no en la contracción.



ANEXOS

Vista de los orificios en general que se usaron el cada ensayo



Vista de la descarga por el oricio de contracción


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