MEDICIN DE CAUDALES

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILCURSO: MECNICA DE FLUIDOS IDOCENTE: ING. OMAR CORONADO ZULOETA

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

MEDICIN DE CAUDALES

INDICE

I.INTRODUCCIN2II.OBJETIVOS3III.DISCUSIN DEL TRABAJO33.1.Marco terico3CAUDAL3BANCO HIDRULICO4MTODOS DE MEDICIN DE CAUDALES63.2.Materiales y equipos73.3.Procedimiento7IV.REGISTRO DE DATOS9V.CLCULOS10VI.CONCLUSIONES11

I. INTRODUCCIN

Los lquidos que encontramos a nuestro alrededor pueden encontrarse naturalmente en estado de reposo o en movimiento. En el caso del agua, las aguas que se encuentran en estado de reposo son las que poseen velocidades relativamente pequeas o casi nulas como los lagos, lagunas, aguas estancadas, entre otros; en cambio las aguas en movimiento son aquellas que ofrecen grandes velocidades en comparacin con las aguas en reposo, as tenemos a los ros, riachuelos, quebradas. Estas aguas en movimiento se caracterizan porque presentan una determinada propiedad llamada CAUDAL.La medicin de caudales puede servir de gran de gran ayuda para la ingeniera, pues proporciona informacin importante que puede servir para el desarrollo de futuras obras hidrulicas o centrales hidroelctricas.En el presente informe, se explica el procedimiento para realizar la medicin del caudal haciendo uso del banco hidrulico, para ello se ha considerado en el laboratorio determinar 3 caudales diferentes, realizando 5 mediciones para cada uno de ellos. Posteriormente a partir de los datos obtenidos se realizarn los clculos necesarios para obtener finalmente el valor del caudal.

II. OBJETIVOS

1. Lograr que el estudiante aprenda a medir caudales realizando las mediciones repetitivas necesarias.2. Conocer los materiales y equipos necesarios para la medicin de caudales.3. Aprender el uso correcto del banco hidrulico en la determinacin de caudales.

III. DISCUSIN DEL TRABAJO3.1. Marco tericoCAUDALEl caudal corresponde a una cantidad de fluido que circula a travs de una seccin del ducto (tubera, caera, oleoducto, ro, canal) en una cierta cantidad de tiempo, o sea, corresponde a un volumen de agua por unidad de tiempo. En el caso decuencasde ros oarroyos, los caudales generalmente se expresan enmetros cbicos por segundoo miles de metros cbicos por segundoFrmulas a utilizar En el caso de que el flujo sea normal a la superficie o seccin considerada, de reaA, el caudal se puede determinar por:

Caudal m3/s) Es elrea(m2) Es lavelocidadpromedio. (m/s) Tambin puede obtenerse el caudal a partir de la cantidad de fluido que circula por unidad de tiempo en determinado sistema o elemento, expresndose de la siguiente manera:

BANCO HIDRULICO (Modelo FME00)Es un equipo que est compuesto por un banco hidrulico mvil que permite al estudiante experimentar los problemas que plantea la mecnica de fluidos, tiene una vlvula de desage fcilmente accesible, dispone de un depsito escalonado que permiten medir caudales altos y bajos, tiene un tubo de nivel provisto de escala que indica el nivel de agua del depsito superior, consta de un canal en la parte superior, dispone de una vlvula de cierre y finalmente su funcin es la medida de caudales.Caractersticas Impulsor de acero -limpio. Dimensiones aproximadas.: 1130x730x1000 mm. El peso aproximado: 70 kg. Capacidad de tanque de -sumidero: 165 litros. Al abrir la vlvula de vaciado el volumen de agua medido vuelve al depsito situado en la base del banco para su reciclado. El agua es trada desde el depsito por una bomba centrfuga, y una vlvula de control montada en el panel frontal regula el caudal. Descripcin y partes del equipo Una bomba centrfuga aspira agua del tanque sumidero y la eleva por un tubo vertical. En un panel adosado al exterior se halla dispuesta una vlvula de control que se utiliza para regular el caudal que circula por el tubo. Una vlvula de desage se encuentra situada en el tabique vertical accesible del tanque sumidero para facilitar su vaciado. La plataforma moldeada del Banco Hidrulico lleva un canal abierto cuya parte superior tiene un pequeo escaln cuya finalidad es la de soportar, durante los ensayos, distintos aparatos y accesorios. Adems el canal incorpora unas ranuras y unos tabiques que sirven de soporte a los vertederos. En un lugar visible, un tubo de nivel (Manmetro), provisto de escala, se halla conectado a la base del tanque volumtrico e indica, de forma instantnea, el nivel de agua en dicho tanque. Una vlvula de cierre, que se copla al desage situado, tambin, en la base del tanque volumtrico, permite vaciar ste actuando sobre aquella mediante un accionador manual. Al levantar el accionador se abre la vlvula y el agua del tanque volumtrico retorna al tanque sumidero. Un rebosadero, practicado en un lateral del tanque volumtrico devuelve al tanque sumidero el agua excedente cuando la altura alcanzada en aquel es excesiva.

INTERRUPTOR DE ENCENDIDOTUBO DE NIVEL O MANMETRO

VLVULA DE CONTROL

MTODOS DE MEDICIN DE CAUDALESSe tienen 2 mtodos para la medicin de caudales, dependiendo si el trabajo se va a realizar con caudales mayores o menores. Para Caudales mayores:

Se utiliza el banco hidrulico y su tubo de nive.

Se vierte el agua sobre el tanque para medidas volumtricas, la cual se encontrar con un volumen determinado de agua, es recomendable empezar a tomar las medidas del tiempo a partir de un volumen superior al inicial, esto es con el objeto de cometer el menor error posible. La medida del volumen se realiza gracias al tubo de nivel que est graduado en litros cada 5 lt. Se toma la medida del tiempo cada 5 litros hasta llegar a la marca de 25 litros, es decir haber realizado 5 mediciones. Con las 5 mediciones obtenidas determinamos el caudal respectivo.

Para Caudales menores:

Se hace uso de la probeta como instrumento de medida de los volmenes

3.2. Materiales y equipos Banco Hidrulico Modelo FME00: Equipo utilizado para la medicin de los caudales.

Cronmetro: Usado para obtener los tiempos de cada medicin. En la prctica de laboratorio se utiliz el cronmetro de un celular.

Agua: Fluido usado en la prctica de laboratorio Regla: Para ubicar el nivel del agua en el manmetro con mejor precisin.

3.3. ProcedimientoEn la presente prctica de laboratorio solo se realiz la prctica de laboratorio para la medicin de CAUDALES ALTOS, usndose para ello el banco hidrulico.El procedimiento realizado fue el siguiente:1- Para dar inicio a la prctica de laboratorio se enciende primero el banco hidrulico con el interruptor, asegurndose de que la vlvula de control se encuentre cerrada.

2- Se comienza a girar la vlvula de control para iniciar el flujo de agua y tomar las mediciones del primer caudal, verificando el nivel de agua en el manmetro.

3- Cuando el nivel de agua ascienda hasta el nivel de 0 litros del manmetro se iniciar con las mediciones. Mientras se van realizando las lecturas de los volmenes, el cronmetro se pondr en marcha en el momento en que el agua alcance una marca de nivel arbitrariamente elegida (en este caso se realizar en intervalos de 5 litros)

4- Se registrar el tiempo 5 veces, es decir, hasta que el nivel de agua ascienda hasta la marca de 25 litros5- Con el fin de obtener mejor precisin nos auxiliamos con una regla o cualquier otro elemento recto para tomar el tiempo en el nivel requerido.

6- Este procedimiento realizado se repite 3 veces para obtener las medidas de 3 caudales distintos.IV. REGISTRO DE DATOSDATOS OBTENIDOS CON EL BANCO HIDRULICOVolumen inicialVolumen finalVolumen RegistradoTiempo registrado

CAUDAL 1(Litros)(Litros)(Litros)(segundos)

05511.93

510512.03

1015510.49

152058.90

202558.32

Volumen inicialVolumen finalVolumen RegistradoTiempo registrado

CAUDAL 2(Litros)(Litros)(Litros)(segundos)

05534.80

510537.00

1015532.65

1520522.69

2025523.49

Volumen inicialVolumen finalVolumen RegistradoTiempo registrado

CAUDAL 3(Litros)(Litros)(Litros)(segundos)

05512.28

510514.86

1015513.74

152059.98

202559.75

V. CLCULOSPara el clculo de los caudales se utilizaron las siguientes conversiones y frmulas:1 m3 =1000 litros

En el caso de la obtencin del caudal promedio, para disminuir los errores cometidos durante la prctica de laboratorio, se ha anulado el mayor y el menor de los tiempos registrados obtenidos en cada uno de los caudales.

CAUDAL 1Volumen RegistradoTiempo registradoQ (l/s)Q (m3/s)Promedio

(Litros)(segundos)(m3/s)

511.930.419110.0004191110.00048585

512.03

510.490.476640.000476644

58.900.561800.000561798

58.32

CAUDAL 2Volumen RegistradoTiempo registradoQ (l/s)Q (m3/s)Promedio

(Litros)(segundos)(m3/s)

534.800.143680.0001436780.00016989

537.00

532.650.153140.000153139

522.69

523.490.212860.000212857

CAUDAL 3Volumen RegistradoTiempo registradoQ (l/s)Q (m3/s)Promedio

(Litros)(segundos)(m3/s)

512.280.407170.0004071660.00042402

514.86

513.740.363900.000363901

59.980.501000.000501002

59.75

VI. CONCLUSIONES1. Los caudales obtenidos en esta primera prctica de laboratorio usando el banco hidrulico son 0.00048585 m3/s, 0.00016989 m3/s y 0.00042402 m3/s.2. La medicin del caudal no resulta de tanta precisin, debido a que durante la prctica de laboratorio se pueden presentar algunos factores causantes de error principalmente en el registro del tiempo, el cual no fue exacto pues se deba a la percepcin visual humana, aun as los resultados obtenidos son una buena aproximacin de la realidad.3. A mayores caudales el tiempo registrado por el cronmetro es menor, lo que tambin se visualiza por una mayor rapidez en el ascenso del nivel del agua en el manmetro. MEDICIN DE CAUDALESPgina 11