Ing. David

Hernndez Huramo

Laboratorio

de Hidrulica

Manual de prcticas

3 e r s e m e s t r e

Hidrulica bsica

Guillermo Benjamn Prez MoralesJess Alberto Rodrguez CastroJess Martn Caballero UlajeJorge Leonel Angel HurtadoJuan Pablo Molina Aguilar

Alejandro Ral Gutirrez ObregnElizabeth Pauline Carreo AlvaradoHctor Rivas HernndezRukmini Espinosa Daz

Autores:

Colaboradores:

Laboratorio de Hidrulica Ing. David Hernndez Hueramo

Manual de Prcticas de Laboratorio Hidrulica Bsica 3er Semestre

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1. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

Objetivos

Comprender a travs de experimentos, el significado fsico del peso especfico, la densidad, la densidad relativa, la viscosidad, la capilaridad y la tensin superficial.

Aplicacin Para el estudio de cualquier fluido, como el aire, el agua, el aceite, el petrleo, etc., es de

suma importancia determinar sus propiedades, ya que a partir de ellas se puede definir su

comportamiento ante fuerzas o acciones externas, como son la temperatura, la atraccin de

la gravedad, la aplicacin de cargas o empujes, etc. En el caso especial del agua el peso

especfico, la densidad, la viscosidad, la capilaridad y la tensin superficial, son propiedades

que debemos determinar de manera precisa, para cuantificar la cantidad de ella que pasa

por un ro, por un tubo o por un conducto, as como determinar si escurre lentamente y en

orden o rpidamente y en forma turbulenta, como tambin saber si venciendo la accin de la

gravedad, podr subir por una pared o por pequeos espacios.

Definiciones, frmulas y unidades a utilizar

Peso especfico ().- Peso del fluido en una unidad de volumen.

Volw= 1.1

Densidad ().- Masa de fluido contenida en una unidad de volumen.

Volm= ,

g = 1.2

Densidad relativa ().- Relacin entre la densidad de un lquido y la del agua.

2H O

= 1.3

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Viscosidad ().- Es la propiedad de un fluido que determina su resistencia al esfuerzo cortante y a la deformacin y por consiguiente su oposicin a fluir. Entre mayor es la

viscosidad de un lquido, mayor es la dificultad para que este fluya.

V

)(gr

92 ls2 = 1.4

La viscosidad expresada de la forma anterior se le conoce como Viscosidad dinmica, pero en algunos problemas de hidrulica es comn utilizar otro tipo de viscosidad que

relaciona a la viscosidad dinmica y la densidad, a la cual se le denomina Viscosidad

cinemtica (), cuya frmula es:

= 1.5

Tensin superficial. Es la propiedad que tienen los lquidos de ofrecer cierta resistencia a ser

penetrados en la superficie de contacto con otro fluido.

Cohesin. Es la fuerza de atraccin existente entre las partculas de los fluidos.

Adherencia. Fuerza de atraccin entre las partculas de un lquido y las de una superficie

slida.

Capilaridad. Es la propiedad que tienen los lquidos de ascender por conductos de dimetro

muy pequeo.

En las frmulas anteriores se tiene que:

= peso especfico (kg/m3) w = peso (kg) m = masa (kgs2/m) Vol = volumen (m3) = densidad (kgs2/m4)

OH 2 = densidad del agua a condiciones normales (kgs2/m4)

l = densidad del lquido (kgs2/m4) S = densidad del slido = 800.204 (kgs2/m4)

g = aceleracin de la gravedad (9.81 m/s2, a condiciones normales) = viscosidad dinmica (kgs/m2) r = radio del baln (m) = viscosidad cinemtica (m2/s) V = velocidad (m/s)

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Procedimiento (Primera Parte) 1. Pesar la probeta con la balanza de precisin para determinar su peso (tara). 2. Agregar un volumen de agua de aproximadamente 1/3 de la capacidad de la probeta. 3. Medir el volumen vertido con la graduacin de la probeta. 4. Pesar la probeta con el lquido para determinar su peso bruto. 5. Determinar el peso neto del lquido, restando la tara del peso bruto. 6. Con el peso neto y el volumen determinar el peso especfico. 7. Calcular la densidad. 8. Calcular la densidad relativa. 9. Agregar otro volumen de lquido (1/3 de la capacidad) y repetir los pasos 3 a 8. 10. Realizar el mismo procedimiento para los otros tres lquidos. 11. Consignar los valores y resultados en la Tabla 1.1

Actividades (Primera Parte)

1. Comparar los valores obtenidos del peso especfico y densidad promedios con los publicados en los libros de texto.

2. Investigar y reportar valores del peso especfico y densidad de 5 sustancias diferentes. 3. Enunciar las variables que tienen mayor influencia en el peso especfico y densidad. 4. Explica a que se deben las diferencias de los valores obtenidos en prcticas y los

reportados en la bibliografa.

Procedimiento (Segunda Parte) 1. Se llena una probeta con un lquido. 2. Se suelta un baln en el lquido y se toma el tiempo en que recorre la distancia

previamente marcada en la probeta. 3. Calcular la viscosidad cinemtica. 4. Consignar los valores y resultados en la Tabla 1.2.

Actividades (Segunda Parte) 1. Comparar los valores obtenidos de la viscosidad con los publicados en tablas. 2. Investigar y reportar valores de la viscosidad para otras sustancias. 3. Enunciar las variables que tienen mayor influencia en la viscosidad. 4. Cul sera la viscosidad dinmica de un lquido en reposo? Y justifique su respuesta 5. Explica a que se deben las diferencias de los valores obtenidos en prcticas y los

reportados en la bibliografa.

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Procedimiento (Tercera Parte) Se llevan a cabo los siguientes experimentos para observar y comprender las propiedades de tensin superficial y capilaridad.

1. Se observa el fenmeno de capilaridad mediante la colocacin de dos placas de vidrio en un recipiente con agua, separadas con un alambre muy delgado en uno de sus extremos, tal como se muestra en la figura siguiente:

Se hace lo mismo pero ahora se colocan las placas en un depsito que contenga

mercurio, observando la diferencia que se presenta, con respecto al agua. 2. En un recipiente con agua, como el que se muestra en la figura siguiente, se coloca una

navaja de afeitar y una aguja.

3. Dos placas de vidrio humedecidas con agua, se pondrn en contacto una con otra.

Posteriormente se tratar de separarlas y se anotarn las observaciones correspondientes.

Se observar lo que ocurre, y se harn los dibujos de los experimentos realizados.

Actividades (Tercera Parte)

Por qu sube el agua en las placas con la forma que se observ? Hasta donde llegara el nivel del agua si se tuviesen tubos de diferentes

dimetros interconectados entre si?

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TABLA 1.1

(1) Lquido

(2) Tara

(kg)

(3) W bruto

(kg)

(4) Volumen

(m3)

(5) W neto

(kg)

(6) W neto/

Volumen

(kg/m3)

(7) Peso

especfico Promedio

(kg/m3)

(8) Densidad del lquido

l

(kgs2/m4)

(9) Densidad relativa

GLICERINA

ACEITE SAE 90

ACEITE SAE 60

AGUA

Nombre del alumno: . Semestre: Seccin: N de equipo: Laboratorista: .

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TABLA 1.2

(1)

Lquido y

Dimetro del baln

(2) Distancia

Y

(m)

(3)

Tiempo t

(s)

(4)

Velocidad

(m/s)

(5)

Velocidad Promedio

(m/s)

(6)

Densidad del

slido s

(kgs2/m4)

(7)

Densidad del

lquido l

(kgs2/m4)

(8)

Viscosidad Dinmica

del lquido

(kg-s/m2)

(9)

ViscosidadCinemtica del lquido

(m2/s)

GLICERINA

ACEITE SAE 90

ACEITE SAE 60

AGUA

Nombre del alumno: . Semestre: Seccin: N de equipo: Laboratorista: .

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