Fecha de Evaluación
DD
MM
AA
Ingeniería Ambiental
21
04
2020
Ecuación de Bernoulli, Torricelli y ecuación general de energía
FACULTAD DE INGENIERÍA
Asignatura:
Docente:
Mecánica de fluidos
Tipo de evaluación:
Porcentaje
Taller
10%
Fecha de entrega:
22 de abril de 2020
Sergio Valencia
Grupos:
Individual
En una planta de producción se necesita calcular el Q de agua que pasa por una
tubería en un momento determinado. Se coloca un tubo Venturi con una garganta
de acero, de 1 1/2 pulgadas nominal, a una tubería de acero, calibre 40 de 2 pulgadas
nominal. Además, al tubo Venturi se le coloca un manómetro en U de mercurio (Hg),
para medir la presión diferencial (ΔP) entre la tubería (1) y la garganta (2) (Fig. 1).
Fig. 1. Tubo Venturi con manómetro en U.
Se hace circular agua por el tubo Venturi a diferentes Q y el manómetro en U
muestra las alturas diferenciales (Δh) correspondientes (Tabla 1).
Tabla 1. Variación de Δh con el caudal en el tubo Venturi con el manómetro en U.
Volumen Tiempo
Δh
real
real, t
Dato
(mm)
(L)
(s)
8.40
5
1
13
20.80
10
2
22
37.35
15
3
32
44.96
16
4
40
65.60
20
5
54
53.25
15
6
62
37.20
10
7
70
76.38
19
8
82
9
10
11
12
13
14
91
100
113
123
134
140
62.25
62.16
95.80
73.95
57.53
53.30
15
14
20
15
11
10
a) Calcular el caudal real (QR) para cada medida de volumen y tiempo de la
Tabla 1, por el método volumétrico en el tubo Venturi con el manómetro en
U (QR = volumen/tiempo) y calcular la velocidad real en la garganta (V2R).
(0.5 puntos)
b) Determinar una ecuación para medir la velocidad teórica en la garganta del
Venturi (V2T) en función de Δh utilizando la ecuación de Bernoulli (sistema
ideal). Calcular la V2T y el caudal teórico (QT) para cada Δh de la Tabla 1. (1
punto)
c) Determinar una ecuación para medir la velocidad en la garganta del Venturi
(V2Ege) en función de Δh utilizando la ecuación de general de energía (Ege)
(sin despreciar las pérdidas, hL). Calcular la V2ege y el QEge para cada Δh de
la Tabla 1. (2 puntos)
d) Graficar: Δh vs QT, Δh vs QR, y Δh vs QEge, y determinar las ecuaciones de
QT en función de Δh, QR en función de Δh y QEge en función de Δh. Especificar
cuál curva se aproxima más a la de QR y en que rangos. (1.0 punto)
e) Se hace circular agua a 20 ˚C y el manómetro muestra una Δh = 0.11 m.
Calcular el caudal que circula por la tubería con una de las ecuaciones
anteriores, que usted recomiende a la empresa (explicar por qué recomienda
esa ecuación). (0.5 puntos)
0
