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