Tubo de Venturi PDF

Preview

Summary

Ensayo sobre tubo de venturi y sus caracteristicas...

Description

MARCO TEORICO TUBO DE VENTURI El Tubo de Venturi fue creado por el físico e inventor italiano Giovanni Battista Venturi (1746, 1822). Fue profesor en Módena y Pavía. En Paris y Berna, ciudades donde vivió mucho tiempo, estudió problemas relacionadas con el calor, óptica e hidráulica. En este último campo fue que descubrió el tubo que lleva su nombre. De sus propias palabras, este es un dispositivo para medir el gasto de un fluido, es decir, la cantidad de flujo por unidad de tiempo, a partir de una diferencia de presión entre el lugar por donde entra la corriente y el punto, calibrable, de mínima sección del tubo, en donde su parte ancha final actúa como difusor. 

Definición

El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por él un fluido. En esencia, éste es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos cónicos. La presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así, a colocar un manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la caída de presión y calcular el caudal instantáneo, o bien, uniéndola a un depósito carburante, se puede introducir este combustible en la corriente principal. (Rivas, 2001 para publicación de Comisión Nacional del Agua) Es un dispositivo inicialmente diseñado para medir la velocidad de un fluido. Sin embargo, algunos se utilizan para acelerar la velocidad de un fluido obligándole a atravesar un tubo estrecho en forma de cono. La aplicación clásica de medida de velocidad de un fluido consiste en un tubo formado por dos secciones cónicas unidas por un tubo estrecho en el que el fluido se desplaza consecuentemente a mayor velocidad.

El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta tras atravesar esta sección. Por el teorema de la energía si la energía cinética aumenta, la energía determinada por el valor de la presión disminuye forzosamente.

La presión en el tubo Venturi puede medirse por un tubo vertical en forma de U conectando la región ancha y la canalización estrecha. La diferencia de alturas del líquido en el tubo en U permite medir la presión en ambos puntos y

consecuentemente la velocidad. Cuando se utiliza un tubo de Venturi hay que tener en cuenta un fenómeno que se denomina cavitación. Este fenómeno ocurre si la presión en alguna sección del tubo es menor que la presión de vapor del fluido. Para este tipo particular de tubo, el riesgo de cavitación se encuentra en la garganta del mismo, ya que aquí, al ser mínima el área y máxima la velocidad, la presión es la menor que se puede encontrar en el tubo. Cuando ocurre la cavitación, se generan burbujas localmente, que se trasladan a lo largo del tubo. Si estas burbujas llegan a zonas de presión más elevada, pueden colapsar produciendo así picos de presión local con el riesgo potencial de dañar la pared del tubo. (Rodríguez, 2000)

TEOREMA DE BERNOULLI En 1738 el físico suizo Daniel Bernoulli determinó la expresión matemática fundamental que vincula la presión con la velocidad y la altura de un fluido que circula por un tubo. A esta expresión se le conoce como Ecuación de Bernoulli y ella en sí misma no constituye una ley independiente de la física, es, en su lugar, una consecuencia de la ley de la conservación de la energía aplicada a un fluido ideal. Antes de entrar en el tema debemos aclarar algunos conceptos: 1. Líneas de corriente: Para muchas aplicaciones resulta conveniente considerar el flujo total del fluido en movimiento como un manojo de corrientes muy finas (infinitesimales) que fluyen paralelas. Estas corrientes, que recuerdan hilos, se conocen como líneas de corriente. 2. Flujo laminar: Cuando las líneas de corriente de un flujo nunca se cruzan y siempre marchan paralelas se le llama flujo laminar. En el flujo laminar siempre las líneas de corriente marchan en la misma dirección que la velocidad del flujo en ese punto. 3. Flujo turbulento: En el flujo turbulento el movimiento del fluido se torna irregular, las líneas de corriente pueden cruzarse y se producen cambios en la magnitud y dirección de la velocidad de estas. 4. Viscosidad: Este término se utiliza para caracterizar el grado de rozamiento interno de un fluido y está asociado con la resistencia entre dos capas adyacentes del fluido que se mueven una respecto a la otra. Para deducir la ecuación de Bernoulli debemos partir de que el fluido mantiene las condiciones siguientes:     

El fluido es incompresible. La temperatura del fluido no cambia. El flujo es laminar. No turbulento No existe rotación dentro de la masa del fluido, es un flujo irrotacional. No existen pérdidas por rozamiento en el fluido, es decir no hay viscosidad.

Ahora bien, la ecuación de Bernoulli se define como La suma de la presión (P), la energía cinética por unidad de volumen (½ρv2) y la energía potencial por unidad de volumen (ρgy), que mantiene el mismo valor a todo lo largo de una corriente fluida. (Torres-Papaqui, 2005)

TRABAJOS CITADOS AGUA, I. M. (23 de 02 de 2001). TUBOS VENTURI. (R. A. Ivan, Editor) Obtenido de http://repositorio.imta.mx/bitstream/handle/20.500.12013/1174/IMTA_083.pdf? sequence=1&isAllowed=y Rodriguez, D. (2006). FISICA, FLUIDOS Y TERMODINAMICA. Obtenido de https://davidrodriguez2206.wordpress.com/efecto-venturi/ Torres-Papaqui, J. P. (2000). Ondas y fluidos. En J. P. Torres-Papaqui. Gunajuato....