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8/18/2019 Informe-1-mecanica-de-fluidos.docx

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INFORME DE LABORATORIO NO.1

PRINCIPIO DE BERNOULLI

MECANICA DE FLUIDOS

INTEGRANTES:

CAROL MAYORGA 6131063

DIANA M. RUIZ 6132135

M. ALEJANDRA LARA 6131951

PROFESOR:

ERIC NAVARRO

FUNDACIN UNIVERSIDAD DE AM!RICA

BOGOTA D.C.

2016


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OBJETIVOS:

• Demostrar el principio de Bernoulli.• Medición de presión y velocidad a lo largo de un tubo de Venturi.• Determinación de presión dinámica.

• Determinación de caudal y coeficiente de descarga mediante el tubo Venturi.• Medición e presión total de una sonda pitot.

MARO TEORICO

TABLAS DE DATOS

Los datos que fueron obtenidos en el laboratorio se encuentran consignados en lassiguientes tablas, así mismo como las áreas transversales consignadas en la guía!. La tomade datos fue "ec"a dos veces con el fin de tener me#ores resultados, disminuir el error ylograr una mayor e$actitud.

La primera toma de datos %! se refiere a las medidas tomadas con el primer caudal y lasegunda toma de datos &!, se refiere a los datos obtenidos en el nuevo caudal. 'demás, losdatos que fueron consignados se llevaron al sistema internacional, para traba#ar con este(

TABLA DE DATOS

TOMA DE MEDIDA NO." #$%&%'() " %*%)+

M, , (, , ,,

PUNTO 11 &)* +.&*) *, +.* *+

2 &-+ +.&- *,- +.*- *-+

PUNTO 21 &* +.&* *,/ +.*/ */+

2 &0% +.&0% *,- +.*- *-+

PUNTO 31 +,- +.+++- *,/ +.*/ */+

2 0 +.+0 *,- +.*- *-+

PUNTO -1 %/ +.%/ *,* +.** **+

2 %/* +.%/* *,0 +.*0 *0+

PUNTO 51 &++ +.& *,- +.*- *-+

2 %- +.%- *,& +.*& *&+

PUNTO 6 1 &%+ +.&%+ *,0 +.*0 *0+2 &++ +.& *,% +.*% *%+

1abla %. Valores medidos para tubo de Venturi 'ntes2% y despu3s2& de cambiar el caudal!

AREAS TRANSVERSALES ,2/


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PUNTO 1 0,0) $ %+2-

PUNTO 2 &,00 $ %+2-

PUNTO 3 ),- $ %+2*

PUNTO - %,/+ $ %+2-

PUNTO 5 &,** $ %+2-

PUNTO 6 0,0) $ %+2-

1abla &. 4reas transversales de los puntos del tubo de Venturi consignadas en las guías!.

5ara determinar el caudal, se tomó el volumen tanto en la toma de datos no. %, como en latoma de dato no. & con un tiempo constante de %+ segundos(

TOMA DEMEDIDA NO.

VOLUMENTIEMPO

$#/

L ,3

%+%

%./ +.++%/%.) +.++%)

&%.- +.++%-%.0& +.++%0&

1abla 0. Datos obtenidos para la determinación del caudal antes2% y despu3s2&!.

CALCULOS

1. C)+(+* #+ ())+ /:

5ara obtener el caudal 6! se utili7a la relación entre el volumen y tiempo. 8omo se tomódos veces el volumen para cada una de las toma de datos % y &!, este se promedia y este esel valor que se usa para determinar el valor del caudal.

Promedio=V +V a

2

5or tanto, para antes del cambio de caudal %!, el volumen es(

V 1=0.00197

m3+0.00198m3

2=1.975 x10−3 m3

9 por tanto, por la ecuación anterior, para despu3s del cambio del caudal &!, el volumen

seria V 2=1.36 x10−3

m3


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5ara la obtención de caudal Q ¿ usamos la siguiente formula(

Q=V

t

5ara la primera toma de datos %!, el caudal se calcula así(

Q1=

1.975 x 10−3

m3

10seg =0.1975 x10−4 m3/ seg

9 por tanto para la segunda toma de datos &! el caudal es( Q2=0.136 x10−4

m3 /seg

2. C&+(+* # +) )+%4) '&,'():

5ara el cálculo de la altura dinámica se tiene la siguiente ecuación(

hdin=htotal−hstat

8on los datos consignados en la tabla %, y aplicando la ecuación se calcula el hdin . 5or

tanto, 3l hdin se obtiene dependiendo del caudal 6!, y el punto en el tubo en donde se

calcule.

5ara el punto %(

5rimera toma de datos %! : hdin=0.59m−0.258m=0.332m

;egunda toma de datos &! : hdin=0.54m−0.24m=0.3m

De la misma manera se "allan la altura dinámicas para cada caudal dependiendo deln


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V 4=0.1162m /segV

4=0.08m / seg

V 5=0.0774 m /segV

5=0.0533m / seg

V 6=0.0584 m /segV 6=0.0402m / seg

-. C)+(+* # +) ##4) ('%'() Ec ¿ :

;eg


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K 1=(0.0402m /seg)2

2(9.8 m

s2 )

=8.237 x 10−5 m

8alculando de la misma manera(5ara caudal % 5ara caudal &

K 1=1.74 x 10−4mK 1=8.237 x10

−5m

K 2=3.657 x10−4

m K 2=1.738 x10−4

m

K 3=2.777 x 10−5

m K 3=1.317 x10−3

m

K 4=6.882 x 10−4

m K 4=3.262 x10−4

m

K 5=3.053 x10−4

m K 5=1.448 x10−4

m

K 6=1.74 x 10−4

m K 6=8.237 x10−5

m

5. C&+(+* # +) ##4) %*%)+:

La energía total del sistema se determina con la siguiente formula e igualmente que en los puntos anteriores se calcula con respecto al punto y con respecto al caudal(

ETOTAL=hdinamica+ K

5or tanto, para el punto %(

8audal % ETOTAL1=0.332m+1.74 x10−4m=0.332174m

8audal &

ETOTAL2=0.3m+8.237 x10−5

m=0.30008237m

De la misma manera es el cálculo para el resto de datos caudal % y caudal & y puntos en eltuvo(

5unto % (1 ) E total=0.332174m (2 ) Etotal=0.30008237m


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5unto & (1 ) E total=0.3053657m (2 ) Etotal=0.3091738m

5unto 0 %! Etotal=0.56962777m (2 ) E total=0.448317m

5unto - %! Etotal=0.3836882m (2 ) Etotal=0.3553262m

5unto * %! Etotal=0.3403053m (2 ) E total=0.3261448m

5unto %! Etotal=0.320174m (2 ) Etotal=0.31008237m

6. C)+(+* #+ ())+ %#4'(* T#*4/:

5ara calcular el caudal % y & teórico, se utili7a la siguiente formula este resultado teórico,

no considera las p3rdidas de energía!

QTeorico= A1√(2 g ) (hstat 1−hstat 3)

[( A1 A3)2

−1]

eempla7ando para el caudal teórico % QTeor 1¿ (

QTeor 1=3.38 x 10−4

m2

√(2(9.81m /seg2)) (0.258m−0.0004 m)

[( 3.38 x10−4

m2

8.46 x10−5

m2 )

2

−1] =1.964 x 10−4

m3

s

5ara el caudal teórico & (QTeor 2) , se utili7a la misma ecuación pero utili7ando los datos

correspondientes a las alturas estáticas, por lo que el valor es( QTeor 2=¿ %.-)-

x10−4 m

3

s


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C = Qreal

Qteorico

Donde Qteorico , es que fue calculado anteriormente, que se calcula que será el caudal con

las dimensiones de tubo, mientras que el Qreal es el caudal calculado en la práctica de

laboratorio, el cual ay se determinó al inicio de los cálculos ítem %!. 5or lo que, para el primer caudal(

C 1=

Q real1

Qteor 1=

0.1975 x 10−4

m3/s

1.964 x 10−4

m3/s

=0.10056

5or lo que para el caudal &, el factor de corrección es( C 2=0.091644

=. C)+(+* #+ ())+ 4#)+ R#)+/:

'"ora, teniendo el valor del coeficiente de descarga para cada uno de los caudales, podemos calcular valor del caudal real de descarga en el sistema, simplementemultiplicando el valor del caudal teórico con el coeficiente de descarga(

Qreal=C x A1√(2 g ) (hstat 1−h stat 3 )

[( A 1 A3)2

−1] → Q

real

=C x Qteor

5ara el caudal %,

Qreal1=0.10056 x 1.964 x10−4 m

3

s =1.975 x 10−5

m3

s

5or lo que para el caudal &, Qreal2=¿ %.0* x10−5 m

3

s

9. C&+(+* # +) P4#$' P:

=l cálculo de la presión se "ace en cada uno de los puntos del tubo puntos!. =sta presiónen 3l tuvo pilot, se da por la relación con la altura en el manómetro de tubo simple que tenía puesto. =n cada punto, indica un valor >?@en ,,CA, que significa ,'+,#%4* (*+,)# )).


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5ara transformar en unidades de presión, el factor de conversión es de(

1mmCA=9.81 Pa

9 de esta manera se determina la presión de los valores obtenidos tanto para hstat ,

como para htot .

'"ora bien, para determinar la presión dinámica se utili7a la siguiente ecuación, tanto parael la primera toma de dato con la cual se "alló todos los valores en los ítems anteriorescorrespondientes al caudal %, como para el caudal &(

Pdin= Ptot − Pstat

Ctili7ando el factor de conversión, se pasa las hstat y las htot a unidades de presión

en pascales(

5ara el punto % en el caudal %,

hstat →285mm x 9.81 Pa

1mmCA=2795.85 Pa

htot →590mm x 9.81 Pa

1mmCA =5787.9 Pa

5ara el punto % en el caudal &,

hstat→240mm x 9.81 Pa

1mmCA=2354.4 Pa

hstat →540mm x 9.81 Pa

1mmCA=5297.4 Pa

=l mismo cálculo se reali7a para todos los puntos en ambos caudales, por lo que(

PRESIONES EN LOS PUNTOS

PUNTO DELTUVO

CAUDALD)%*$ # #$%&%'() D)%*$ #+ %*%)+

" ,,/ P P)/ " ,,/ P P)/

11 &)* &/*.)* *+ */)/.

2 &-+ &0*-.- *-+ *&/.-


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21 &* &*.* */+ **%./

2 &0% &&.%% *-+ *&/.-

31 +,- 0.& */+ **%./

2 0 %&.00 *-+ *&/.-

- 1 %/ %0).&/ **+ *0*.*2 %/* %/%./* *0+ *%.0

51 &++ %&.++ *-+ *&/.-

2 %- %+0.%- *&+ *%+%.&

61 &%+ &++.%+ *0+ *%.0

2 &++ %& *%+ *++0.%

1abla -. 5resiones obtenidas en cada uno de los puntos para el caudal % y el caudal &.

'"ora bien, para la presión dinámica Pdin¿ (

5unto % caudal % : Pdin=5787.9 Pa−2795.85 Pa=2992.05 Pa

5unto % caudal & : Pdin=5297.4 Pa−2354.4 Pa=2943 Pa

'plicando la ecuación para todos los valores obtenidos en la práctica y con el mismo procedimiento obtenemos(

5=;EF DF'M8'5CF1G D=L1CVG

8'CD'L 5din 5a!

%% &&.+*& &-0

&% &&.+*& 0+0%.&

0% **)/./)

& -0)*.+/

-

% 0/*/.&0

& 0-)&.**

*% 000*.-

& 0%).+

% 0%0.&& 0+-%.%


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1abla *. 5resiones dinámicas obtenidas en cada uno de los puntos para el caudal % y &.

TABLAS DE RESULTADOS

1abla . esultados del primer caudal %!

1abla /. esultados del cambio de cauda &!

1abla ). esultados de presiones obtenidas en el primer caudal %!


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ANALISIS DE DATOS

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

• Modulo GUNT HM 150. Principio de Bernoulli. H=n líneaI consultado el %+ de

octubre de &+%*. Disponible en( "ttp(JJKKK.gunt.deJstaticJs-&00.p"p

• Principio de Bernoulli. H=n líneaI consultado el %+ de octubre de &+%*. Disponibleen( "ttp(JJfisica.laguia&+++.comJdinamica2clasicaJleyes2de2neKtonJprincipio2de2 bernoulli.

• Presión dinámica. H=n líneaI consultado el %+ de octubre de &+%*. Disponible en(

"ttps(JJes.Kiipedia.orgJKiiJ5resiN80NB0ndinN80N'%mica


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