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Tubo Venturi


BRYAN GONZALEZ
ESTEBAN GONZALEZ
24/09/2012
Introducción

Este trabajo de laboratorio, tiene como objetivo estudiar el tubo Venturi,
creado por el físico inventor Giovanni Battista. De medir la presión hasta la
medición de la velocidad de aire (m/s) por cada tobera.

El tubo Venturi fue creado para medir el gasto de fluido, es decir la cantidad
de flujo por unidad de tiempo.

En la clase, mediremos la presión de cada tobera del tubo con un Tubo
piezométrico en diferentes revoluciones controladas con un resostato.
Ensayo de Venturi

El ensayo de Venturi consiste en un tubo estrecho con posterior ensanchamiento de
una conducción. Tanto a la entrada, como a la salida del tubo, el cambio de sección se
produce de manera gradual, de tal forma que la presión que hay en el lado más ancho
debe de ser 4 veces mayor que la que hay en la parte más angosta del tubo como lo
muestra en la figura siguiente.




Por lo tanto según lo que sabemos en la parte más ancha del tubo de Venturi hay mas
presión que en la parte angosta aproximadamente 4 veces más , mientras que en la
parte angosta ay menos presión aumenta rotundamente la velocidad de avance del
fluido (aire en este caso) que en la parte más angosta donde ay menor velocidad.

Las características del tubo de Venturi utilizado en el laboratorio eran los siguientes:
Y en su diámetro mayor era de 100 mm.




Usando el ensayo de Venturi usamos un instrumento de medición llamado
tubopiezometrico el cual lo usamos en cada posición de la tobera para medir la presión
que se encontraba en cada punto a ciertas revoluciones las cuales nos dieron los
siguientes valores.

 Posiciones                                Posición tobera
 de las RPM       1       2         3        4         5           6         7      8
      o           6       5         3        1        -14         -6        -1      1
       2          7       6         5        1        -24         -8        -2      -1
       4          9       8         4        0        -30        -12        -1      0
       6         10       9         6        2        -40        -12        -3      0
       8         15       13        9       -2        -55        -22        -6      0
      10         19       14       11       -4        -79        -20        -7      0
Tubo piezométrico




Tabla de RPM según su posición:

                                        Posiciones de las
                             RPM
                                              RPM
                             2211               o
                             2440               2
                             2590               4
                             2938               6
                             3391               8
                             4053              10
Con los resultados obtenidos tomamos dos de la misma posición de las RPM (con color
amarillo) como lo indica la tabla siguiente:

 Posiciones                                Posición tobera
 de las RPM      1        2          3        4        5         6         7      8
      o          6        5          3        1       -14       -6        -1      1
       2         7        6          5        1       -24       -8        -2      -1
       4         9        8          4        0       -30      -12        -1      0
       6        10        9          6        2       -40      -12        -3      0
       8        15       13          9       -2       -55      -22        -6      0
      10        19       14         11       -4       -79      -20        -7      0
Luego de tomar esos valores con la formula de:




Donde también puede quedar de la siguiente descomposición:
Donde:

P1 y P2: Presión tobera o punto de referencia

V1 y V2: Velocidad del fluido

.g: aceleración de gravedad (9.8      )

Ɣ peso específico
 :

H1 y H2: alturas de referencias

Luego con la formula:




Reemplazamos los valores sabiendo que:

P1= 10
P2= - 40

Ɣ 1,23 (corresponde a la densidad del aire)
 =

H1 y H2 = 0 cada altura

Por lo que nuestra ecuación queda de la siguiente forma:
Donde quedaría de la siguiente forma:




Lo cual nos quedaría de la siguiente forma:




Utilizando la igualdad de que:             Q1 = Q2


Por lo que nos queda que:           V1 x A1 = V2 x A2

Donde:

A1 y A2: son el área o superficie por donde circula nuestro fluido, y la formula es la
siguiente


Por lo que la formula quedaría:

                                  V1 x (     ) = V2 x (    )

Donde

.r1= 3,14x0.05        =0,0078

.r2= 3,14x 0.025       = 0,0019



En lo cual la ecuación nos quedaría de la siguiente forma:

                                  V1 x 0,0078= V2 x 0,0019
Y si despejamos V1 esto quedaría de la siguiente forma:




Por lo cual en la ecuación principal sacaríamos V2 para luego sacar V1 y lo que hacemos

es reemplazar                         en donde sale V1 y sacar V2 quedando de la
siguiente

Forma:




Por lo que queda una ecuación de la siguiente forma:
Por lo cual el resultado queda de la siguiente forma:

                                     V2 = 29,1 m/s

Por lo cual V1 quedaría:




V1 = 7,08 m/s
Además con el anemómetro sacamos una velocidad del fluido (aire) el cual lo pusimos
en la salida del aire dependiendo de la posición de las RPM y como sabemos que la
velocidad aumenta 4 veces en su diámetro menos sabemos aproximadamente cuanto
es, en la siguiente tabla están los valores que nos dio en la salida de la tobera medido con
el anemómetro.

   velocidad       Posiciones de las
     (m/s)               RPM
       5,6                 o
      6,09                 2
      6.84                 4
      7,63                 6
      8,65                 8
     10,25                10


                           Algunas fotos del ensayo de Venturi

                                          Tobera
Anemómetro
Resostato
2211         2440         2590         2938         3391         4053
             RPM          RPM          RPM          RPM          RPM          RPM
TOBERA
1                     6           7            9           10           15           19
TOBERA
2                     5           6            8            9           13           14
TOBERA
3                     3           5            4            6            9           11
TOBERA
4                     1           1            0            2            -2           -4
TOBERA
5                   -14          -24          -30          -40          -55          -79
TOBERA
6                    -6           -8          -12          -12          -22          -20
TOBERA
7                    -1           -2           -1           -3           -6           -7
TOBERA
8                     1           -1           0            0            0            0


Grafico de presión

   40

   20

    0                                                                            2211 RPM
         TOBERA 1TOBERA 2TOBERA 3TOBERA 4TOBERA 5TOBERA 6TOBERA 7TOBERA 8        2440 RPM
   -20
                                                                                 2590 RPM
                                                                                 2938 RPM
   -40
                                                                                 3391 RPM
   -60                                                                           4053 RPM

   -80

  -100
Como se puede ver en el grafico, en la tobera Nº5 donde su diámetro es
menor la presión baja a niveles negativos mientras que la aceleración
aumenta en cambio si observamos diámetros mayores la presión aumenta



Grafico Velocidad del Aire

                     2211        2440           2590   2938      3391    4053
                     RPM         RPM            RPM    RPM       RPM     RPM
Velocidad del aire   5.60        6.09           6.84   7.63      8.65    10.25



         12

         10                                                   2211 RPM

          8                                                   2440 RPM
                                                              2590 RPM
          6
                                                              2938 RPM
          4                                                   3391 RPM

          2                                                   4053 RPM

          0
                       VELOCIDAD DEL AIRE M/S
Conclusión

Luego de haber realizado este proyecto se puede decir que el Tubo de
Venturi es un dispositivo, el cual puede ser utilizado en muchas aplicaciones
tecnológicas y aplicaciones de la vida diaria, en donde conociendo su
funcionamiento y su principio de operación se puede entender de una
manera más clara la forma en que este nos puede ayudar para solventar o
solucionar problemas o situaciones con las cuales nos topamos diariamente.

También podemos comprobar claramente que:

AL transportar aire, si su cañería en de diámetro menor, la presión disminuye
pero aumenta la aceleración, al contrario de que si es de mayor diámetro, la
presión aumenta pero su aceleración disminuye.

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Tubo venturi

  • 2. Introducción Este trabajo de laboratorio, tiene como objetivo estudiar el tubo Venturi, creado por el físico inventor Giovanni Battista. De medir la presión hasta la medición de la velocidad de aire (m/s) por cada tobera. El tubo Venturi fue creado para medir el gasto de fluido, es decir la cantidad de flujo por unidad de tiempo. En la clase, mediremos la presión de cada tobera del tubo con un Tubo piezométrico en diferentes revoluciones controladas con un resostato.
  • 3. Ensayo de Venturi El ensayo de Venturi consiste en un tubo estrecho con posterior ensanchamiento de una conducción. Tanto a la entrada, como a la salida del tubo, el cambio de sección se produce de manera gradual, de tal forma que la presión que hay en el lado más ancho debe de ser 4 veces mayor que la que hay en la parte más angosta del tubo como lo muestra en la figura siguiente. Por lo tanto según lo que sabemos en la parte más ancha del tubo de Venturi hay mas presión que en la parte angosta aproximadamente 4 veces más , mientras que en la parte angosta ay menos presión aumenta rotundamente la velocidad de avance del fluido (aire en este caso) que en la parte más angosta donde ay menor velocidad. Las características del tubo de Venturi utilizado en el laboratorio eran los siguientes:
  • 4. Y en su diámetro mayor era de 100 mm. Usando el ensayo de Venturi usamos un instrumento de medición llamado tubopiezometrico el cual lo usamos en cada posición de la tobera para medir la presión que se encontraba en cada punto a ciertas revoluciones las cuales nos dieron los siguientes valores. Posiciones Posición tobera de las RPM 1 2 3 4 5 6 7 8 o 6 5 3 1 -14 -6 -1 1 2 7 6 5 1 -24 -8 -2 -1 4 9 8 4 0 -30 -12 -1 0 6 10 9 6 2 -40 -12 -3 0 8 15 13 9 -2 -55 -22 -6 0 10 19 14 11 -4 -79 -20 -7 0
  • 5. Tubo piezométrico Tabla de RPM según su posición: Posiciones de las RPM RPM 2211 o 2440 2 2590 4 2938 6 3391 8 4053 10
  • 6. Con los resultados obtenidos tomamos dos de la misma posición de las RPM (con color amarillo) como lo indica la tabla siguiente: Posiciones Posición tobera de las RPM 1 2 3 4 5 6 7 8 o 6 5 3 1 -14 -6 -1 1 2 7 6 5 1 -24 -8 -2 -1 4 9 8 4 0 -30 -12 -1 0 6 10 9 6 2 -40 -12 -3 0 8 15 13 9 -2 -55 -22 -6 0 10 19 14 11 -4 -79 -20 -7 0 Luego de tomar esos valores con la formula de: Donde también puede quedar de la siguiente descomposición:
  • 7. Donde: P1 y P2: Presión tobera o punto de referencia V1 y V2: Velocidad del fluido .g: aceleración de gravedad (9.8 ) Ɣ peso específico : H1 y H2: alturas de referencias Luego con la formula: Reemplazamos los valores sabiendo que: P1= 10 P2= - 40 Ɣ 1,23 (corresponde a la densidad del aire) = H1 y H2 = 0 cada altura Por lo que nuestra ecuación queda de la siguiente forma:
  • 8. Donde quedaría de la siguiente forma: Lo cual nos quedaría de la siguiente forma: Utilizando la igualdad de que: Q1 = Q2 Por lo que nos queda que: V1 x A1 = V2 x A2 Donde: A1 y A2: son el área o superficie por donde circula nuestro fluido, y la formula es la siguiente Por lo que la formula quedaría: V1 x ( ) = V2 x ( ) Donde .r1= 3,14x0.05 =0,0078 .r2= 3,14x 0.025 = 0,0019 En lo cual la ecuación nos quedaría de la siguiente forma: V1 x 0,0078= V2 x 0,0019
  • 9. Y si despejamos V1 esto quedaría de la siguiente forma: Por lo cual en la ecuación principal sacaríamos V2 para luego sacar V1 y lo que hacemos es reemplazar en donde sale V1 y sacar V2 quedando de la siguiente Forma: Por lo que queda una ecuación de la siguiente forma:
  • 10. Por lo cual el resultado queda de la siguiente forma: V2 = 29,1 m/s Por lo cual V1 quedaría: V1 = 7,08 m/s
  • 11. Además con el anemómetro sacamos una velocidad del fluido (aire) el cual lo pusimos en la salida del aire dependiendo de la posición de las RPM y como sabemos que la velocidad aumenta 4 veces en su diámetro menos sabemos aproximadamente cuanto es, en la siguiente tabla están los valores que nos dio en la salida de la tobera medido con el anemómetro. velocidad Posiciones de las (m/s) RPM 5,6 o 6,09 2 6.84 4 7,63 6 8,65 8 10,25 10 Algunas fotos del ensayo de Venturi Tobera
  • 14. 2211 2440 2590 2938 3391 4053 RPM RPM RPM RPM RPM RPM TOBERA 1 6 7 9 10 15 19 TOBERA 2 5 6 8 9 13 14 TOBERA 3 3 5 4 6 9 11 TOBERA 4 1 1 0 2 -2 -4 TOBERA 5 -14 -24 -30 -40 -55 -79 TOBERA 6 -6 -8 -12 -12 -22 -20 TOBERA 7 -1 -2 -1 -3 -6 -7 TOBERA 8 1 -1 0 0 0 0 Grafico de presión 40 20 0 2211 RPM TOBERA 1TOBERA 2TOBERA 3TOBERA 4TOBERA 5TOBERA 6TOBERA 7TOBERA 8 2440 RPM -20 2590 RPM 2938 RPM -40 3391 RPM -60 4053 RPM -80 -100
  • 15. Como se puede ver en el grafico, en la tobera Nº5 donde su diámetro es menor la presión baja a niveles negativos mientras que la aceleración aumenta en cambio si observamos diámetros mayores la presión aumenta Grafico Velocidad del Aire 2211 2440 2590 2938 3391 4053 RPM RPM RPM RPM RPM RPM Velocidad del aire 5.60 6.09 6.84 7.63 8.65 10.25 12 10 2211 RPM 8 2440 RPM 2590 RPM 6 2938 RPM 4 3391 RPM 2 4053 RPM 0 VELOCIDAD DEL AIRE M/S
  • 16. Conclusión Luego de haber realizado este proyecto se puede decir que el Tubo de Venturi es un dispositivo, el cual puede ser utilizado en muchas aplicaciones tecnológicas y aplicaciones de la vida diaria, en donde conociendo su funcionamiento y su principio de operación se puede entender de una manera más clara la forma en que este nos puede ayudar para solventar o solucionar problemas o situaciones con las cuales nos topamos diariamente. También podemos comprobar claramente que: AL transportar aire, si su cañería en de diámetro menor, la presión disminuye pero aumenta la aceleración, al contrario de que si es de mayor diámetro, la presión aumenta pero su aceleración disminuye.