practica delaboratorio mecanica de fluido

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NIVERSIDAD DE LA GUAJIRA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL MECÁNICA DE FLUIDOS EXPERIMENTAL INFORME DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS INTEGRANTES: YOSID JOSE OÑATE CANOVA MARIA JOSE BECERRA YENNIFER LISNEY ARRIETA BARRO UNIVERSIDAD DE LA GUAJIRA Ingenieros civiles: YOSID OÑATE, YENNIFER ARRIETA, MARIA JOSE BECERRA, JOSE PINEDO, MARIA JOSE SINNING

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INGENIERÍA CIVILMECÁNICA DE FLUIDOS EXPERIMENTAL

INFORME DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS

INTEGRANTES:

YOSID JOSE OÑATE CANOVA

MARIA JOSE BECERRA

YENNIFER LISNEY ARRIETA BARRO

UNIVERSIDAD DE LA GUAJIRAFACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL RIOHACHA- LA GUAJIRA

2015

Ingenieros civiles: YOSID OÑATE, YENNIFER ARRIETA, MARIA JOSE BECERRA, JOSE PINEDO, MARIA JOSE SINNING

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INFORME DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS

PRESENTADO A GUSTABO BALLESTERO

ING AMBIENTAL

UNIVERSIDAD DE LA GUAJIRAFACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL RIOHACHA- LA GUAJIRA

2015

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INTRODUCCIÓN

La Ingeniería de mecánica de fluido enlaza los principios teóricos con el estudio técnico de los fluidos de mecánica, es decir, intenta transmitir los conceptos fundamentales de las leyes que tutelan la conducta de los fluidos, para que se puedan entender y afrontar problemas reales de la ingeniería en sus diversos campos de aplicación.

Es decir que la Mecánica de Fluidos comprende una amplia escala de contrariedades. Desde el punto de vista del observador esta disciplina, trata de iniciar a los futuros Ingenieros Competentes en los Fluido de mecánica, que se idea como una parte de la mecánica cuyo campo se sistematiza a todos los fluidos, pero el análisis del comportamiento de éstos, el comienzo de dicha disciplina, debe tener en cuenta al objetivo a que se destina, en este caso, principalmente en las obras e instalaciones hidráulicas (tuberías, canales, presas, etc.) y en las turbo máquinas hidráulicas (bombas y turbinas).

En el siguiente informe planteado se establecerá algunos parámetros en forma extendida de los conceptos esenciales e igualdad elementales de los sistemas de tubos paralelos y así determinar su incidencia en la mecánica de fluidos.

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LABORATORIO # 1

DETERMINACIÓN DE DENSIDADES, PESO ESPECÍFICO Y DENSIDAD RELATIVA DE VARIOS FLUIDOS

OBJETIVOS

Comprobar o determinar la densidad absoluta y el peso específico de los diferentes fluidos teniendo en cuenta la temperatura, presión barométrica y densidad relativa tomada experimentalmente.

Comparar los datos de las experiencias adquirida con los datos teóricos que fueron denotado.

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GENERALIDADESEn el Laboratorio de Hidráulica y Saneamiento se estudia el comportamiento de los fluidos, principalmente el agua, como un recurso finito dentro de un sistema dinámico y con necesidad de sustentabilidad; involucrándose a proyectos que se asocian al desarrollo sostenible antropocéntrico. Asimismo, este laboratorio se adapta para resolver las necesidades investigadoras y prácticas de profesionalización, así como estudiar alternativas de solución a las inquietudes y problemas sociales involucradas en la gestión dinámica de fluidos.

DensidadLa densidad ρ es la propiedad intensiva que nos permite cuantificar que tan pesado o liviano es un fluido.

Densidad absolutaSe define como el cociente entre la masa de un cierto volumen de fluido y ese volumen:

= la densidad; M = la masa

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V = el volumen de la sustancia.Su unidad en el Sistema Internacional es kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente también es expresada en g/cm3.La densidad absoluta es función de la temperatura y de la presión. La variación de la densidad absoluta de los líquidos es muy pequeña, salvo a muy altas presiones.

Densidad RelativaLa densidad relativa está definida como el cociente entre la densidad de una sustancia con la densidad de otra que se toma como referencia.Peso Específico

Se le llama Peso específico a la relación entre el Peso Específico

Se le llama Peso específico a la relación entre el peso de una sustancia y su volumen..Su expresión de cálculo es:

Siendo,, el peso específico;, el peso de la sustancia;, el volumen de la sustancia;, la densidad de la sustancia;

, la aceleración de la gravedad.

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En el Sistema Internacional de Unidades (SI) se lo expresa en Newton sobre eso de una sustancia y su volumen.Su expresión de cálculo es:

Siendo,, el peso específico;, el peso de la sustancia;, el volumen de la sustancia;, la densidad de la sustancia;

, la aceleración de la gravedad.

Densímetro :Un diámetro o densímetro, es un instrumento que sirve para determinar la densidad relativa de los líquidos sin tener que calcular antes la masa y el volumen. Normalmente está hecho de vidrio y consiste en un cilindro y un bulbo pesado para que flote derecho. Los hidrómetros generalmente contienen una escala de papel dentro de ellos para que se pueda leer directamente la gravedad específica en gramos por centímetro cúbico.

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En líquidos ligeros, como queroseno, gasolina, y alcohol, el hidrómetro se debe hundir más para disponer el peso del líquido que en líquidos pesados como agua salada, leche, y ácidos. De hecho, es usual tener dos instrumentos distintos: uno para los líquidos en general y otro para los líquidos ligeros, teniendo como diferencia la posición de las marcas medidas.

En el Sistema Internacional de Unidades (si) se lo expresa en Newton sobreOtro caso tenemos es:Cuando el cuadrante está sumergido en agua es posible analizar las fuerzas actuantes sobre la superficie del cuadrante como sigue: La fuerza hidrostática en cualquier punto de la superficie curva es normal a la superficie y por lo tanto la resultante pasa a través del punto de pivote, porque está localizado en el origen del radio. La fuerza sobre la parte superior e inferior de la superficie curva no produce ningún efecto en el momento que afecte al equilibrio del armazón, porque todas las fuerzas pasan a través del eje.

Las fuerzas a los lados del cuadrante son horizontales y se cancelan (iguales y opuestas).

La fuerza hidrostática en la cara vertical sumergida es contrarrestada por el peso de equilibrio. La fuerza hidrostática resultante sobre la cara puede ser calculada del valor del peso de equilibrio y la profundidad de agua,

Como sigue: Cuando el sistema está en equilibrio, los momentos con respecto del eje son iguales:Donde: m: es la masa del colgante de peso. g: es la aceleración de la gravedad.

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L: es la longitud del brazo de equilibrio. F: empuje hidrostático. h: es la distancia entre el eje y el centro de presión

De calcular el empuje hidrostático y el centro de presión al final de la cara del cuadrante, podemos comparar los resultados teóricos y experimentales.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Con el hidrómetro registramos las densidades de cada uno de los fluidos contenidos en las diferentes probetas, exceptuando el agua salada, la cual se examinó de manera diferente añadiendo 100gramos de sal, divididos en 5fracciones de 20 gramos cada una, a una probeta con agua en condiciones normales. Por otra parte medimos la temperatura ambiente de cada fluido y registramos la presión barométrica del ambiente; Además, determinamos la densidad relativa (S) con alguno de los datos obtenidos experimentalmente, y por ultimo computamos todos los datos en la siguiente tabla:

Tabla 1. Datos obtenidos en el laboratorio Densidades y principio de Arquímedes

Flluido Peso beaker (gr)

Volumen del fluido (cm3)

Peso beaker + fluido (gr)

Densidad (kg /m3)

Peso de la probeta

Peso de la probeta + fluido (gr)

Agua del grifo

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Aceite de cocinaAlcohol etílicoglicerinaAceite Motor de carroMiel de abeja

RESULTADO de capilaridad

Tabla 1. Determinación de la capilaridad del agua en el grifoDiámetro(mm) Ht(cm) Densidad

(kg /m¿¿3)¿Tensión superficial

(N/m)

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Tabla 2. Determinación de la capilaridad del alcohol

Diámetro(mm) Ht(cm) Densidad(kg /m¿¿3)¿

Tensión superficial (N/m)

Tabla 3. Determinación de la capilaridad del acetato

Diámetro(mm) Ht(cm) Densidad(kg /m¿¿3)¿

Tensión superficial (N/m)

Tabla 2. Determinación de la capilaridad del mercurio

Diámetro(mm) Ht(cm) Densidad(kg /m¿¿3)¿

Tensión superficial (N/m)

¿Cuáles son los conocimientos adquiridos para la ingeniería civil de este laboratorio? Se podría decir que se aplicaría en diversas formas a la ingeniería civil ya que hay campo donde podemos plasmar estos conceptos de

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densidad o pesos especifico para hacer uso de ella, también los líquidos con viscosidad, las velocidades entre estos liquido en general etc.Lo podríamos observar en la densidad relativa en la geotecnia es significativo debido a la correlación directa que ella tiene con otros parámetros de los suelos de importancia en la ingeniería, tales como

es el ángulo de roce interno, la resistencia a la penetración (N de golpes de cuchara normal), etc. Por otra parte, muchas fórmulas que permiten estimar los permanencias posibles de estructuras fundadas sobre superficies granulares, están asentadas en la densidad relativ

LABORATORIO # 2

VISCOSIDAD ADSOLUTA:

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OBJETIVO: teniendo en cuenta el principio de la sugerencia y el empuje hidrostático, ya que en ella vemos la ley de stoke en los líquidos con viscosidad absoluta

Generalidades: promulgamos las experiencias que obtuvimos con estos líquidos viscosos de que La viscosidad absoluta o dinámica es una propiedad de los fluidos que indica la mayor o menor resistencia que estos ofrecen al movimiento de sus partículas cuando son sometidos a un esfuerzo cortante. Algunas unidades a través de las cuales se expresa esta propiedad son el Poise (P), el Pascal-Segundo (Pa-s) y el centiPoise (cP), siendo las relaciones entre ellas las siguientes: 1Pa-s = 10 P = 1000 cP. La Viscosidad Absoluta suele denotarse a través de la letra griega µ. Es importante resaltar que esta propiedad depende de manera muy importante de la temperatura, disminuyendo al aumentar ésta.Cuantitativamente, la viscosidad dinámica µ de un fluido es la relación entre las tensiones de corte aparentes que se desarrollan en la masa del fluido y el gradiente de velocidades, a través de la Ley de Newton: En base a la expresión anterior, es posible determinar las dimensiones de µ: Es decir, que en el Sistema Internacional, se mide en P.a.s.

La viscosidad de un gas se incrementa con la temperatura mientras que la de un líquido disminuye. Estas variaciones causadas por la temperatura pueden explicarse examinando las causas de la viscosidad. La resistencia de un fluido al corte, depende de su cohesión y de la tasa de transferencia de momento molecular. Un líquido, con moléculas mucho más cercanas que un gas, tiene fuerzas cohesivas mayores que las de un gas. Por consiguiente la cohesión parece ser la causa predominante de la viscosidad en un líquido y puesto que disminuye con la temperatura, la viscosidad también lo hace.

Para presiones ordinarias, la viscosidad es independiente de la presión y depende únicamente de la temperatura. Para presiones muy Ingenieros civiles: YOSID OÑATE, YENNIFER ARRIETA, MARIA JOSE BECERRA, JOSE PINEDO, MARIA JOSE SINNING

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grandes, los gases y la mayoría de los líquidos muestran variaciones erráticas de la viscosidad con la presión.

Viscosidad Cinemática

La Viscosidad Cinemática es la relación entre la viscosidad absoluta y la densidad de un fluido. Esta suele denotarse como υ, por lo cual υ = µ /ρ.

A partir de la viscosidad dinámica µ es posible define la viscosidad cinemática ν como: La dimensión de ν surge de: Es decir, en el Sistema Internacional ν se mide en m2/s.

Como valor de referencia, la viscosidad cinemática del agua, a temperatura ambiente, es de En forma similar al caso de la densidad, se define la viscosidad relativa entre dos fluidos 1 y 2 como: Algunas de las unidades para expresarla son el m^2/s, el stokes (St) y el centistoke (cSt), siendo las equivalencias las siguientes: 1 m^2/s=10000 St = 1x10^6cSt. Imagínese dos fluidos distintos con igual viscosidad absoluta, los cuales se harán fluir verticalmente a través de un orificio. Aquél de los fluidos que tenga mayor densidad fluirá más rápido, es decir, aquél que tenga menor viscosidad cinemática.

Ley de Stokes

Cuando una esfera se desplaza en el interior de un fluido viscoso en reposo encuentra una resistencia a su movimiento que es una fuerza dirigida en sentido contrario a su velocidad y cuya magnitud viene dada por la ley de Stokes, F = 6πRv

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Si la esfera cae verticalmente bajo la acción de la gravedad con velocidad inicial nula en el interior de un fluido viscoso debido al principio de Arquímedes y a la ley de Stokes, la ecuación diferencial de su movimiento es: Siendo m y m’ las masas de la esfera y del fluido y a constante. En este movimiento se alcanza velocidad constante o velocidad límite igual a

MATERIALES UTILIZADOS

-Probetas-Aceite de cocina -Glicerina – miel de abeja – acetato - aceite de carro-Balanza electrónica-Cronometro

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Medimos los diámetros de 3 balines y los separamos para experimentar con 5 fluidos diferentes y registramos sus pesos en gramos. Dejamos caer el balín en el interior de un fluido determinado (Aceite de cocina) y se midió el tiempo que tomo ese balín en recorrer 27.7 cm de distancia vertical al interior de líquido. Repetimos el mismo procedimiento en los balines más con el mismo fluido. Por último tomamos otro fluido (Glicerina) y experimentamos con los otros

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balines en una distancia vertical de 30 cm).entre otros como aceite de carro, miel de abeja y acetato.

RESULTADO Y CONCLUSIONES

Convertir los valores tomados en el laboratorio a unidades internacional y calcule el peso y el volumen de cada balín.

Calcule la densidad y el peso específico de los balines. Calcula la velocidad de caída (v). Calcule el empuje hidrostático obtenido en el punto anterior y el

peso del balín, se calcule la fuerza de viscosidad. Calcule los valores de tc

Prueba de viscosidad tabla # 1

Aceite de cocina Ø 1/ Ø2/ Ø3/Distancia(cm)Densidad de fluido (kg/m3)Densidad de la esfera (kg/m3)Tiempo 1(seg)Tiempo 2(seg)Tiempo 3(seg)Promedio tiempo (seg)Viscosidad dinámica (kg.seg/m2)

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Viscosidad cinemática (m2/s)

Prueba de viscosidad tabla # 1

Miel de abeja Ø 1/ Ø2/ Ø3/Distancia(cm)Densidad de fluido (kg/m3)Densidad de la esfera (kg/m3)Tiempo 1(seg)Tiempo 2(seg)Tiempo 3(seg)Promedio tiempo (seg)Viscosidad dinámica (kg.seg/m2)Viscosidad cinemática (m2/s)

Prueba de viscosidad tabla # 1

Aceite de carro Ø 1/ Ø2/ Ø3/Distancia(cm)Densidad de fluido (kg/m3)Densidad de la esfera (kg/m3)Tiempo 1(seg)Tiempo 2(seg)Tiempo 3(seg)

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Promedio tiempo (seg)Viscosidad dinámica (kg.seg/m2)Viscosidad cinemática (m2/s)

Prueba de viscosidad tabla # 1

glicerina Ø 1/ Ø2/ Ø3/Distancia(cm)Densidad de fluido (kg/m3)Densidad de la esfera (kg/m3)Tiempo 1(seg)Tiempo 2(seg)Tiempo 3(seg)Promedio tiempo (seg)Viscosidad dinámica (kg.seg/m2)Viscosidad cinemática (m2/s)

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LABORATORIO # 3

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

OBJETIVOS

Determinar el empuje hidrostático de un cilindro de masa considerable, mediante el principio de Arquímedes.

Comprobar experimentalmente que el principio de Arquímedes se cumple.

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LABORATORIO 4

DETERMINACIÓN DEL NUMERO DE REYNOLD

OBJETIVOS

Determinar experimentalmente el número de Reynolds para un fluido en un tubo corto a descarga libre

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Observar el perfil parabólico y la turbulencia para régimen de flujo determinado.

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GENERALIDADES

Cuando entre dos partículas en movimiento existe gradiente de velocidad, es decir, cuando una se mueve más rápido que la otra, se desarrollan fuerzas tangenciales que se oponen al desplazamiento relativo entre ambas partículas, es decir, se oponen a la deformación del medio: estas fuerzas son las fuerzas viscosas, que son proporcionales al gradiente de velocidad y a la viscosidad dinámica del fluido (Ley de Newton). Un efecto de la existencia de gradientes de velocidad es que, alrededor de cada partícula, se produce una rotación relativa de las partículas del entorno, movimiento al que también se oponen las fuerzas viscosas.

Régimen Laminar o turbulentoCuando el gradiente de velocidad es bajo, la fuerza de inercia es mayor que la de fricción, las partículas se desplazan pero no rotan, o lo hacen pero con muy poca energía, el resultado final es un movimiento en el cual las partículas siguen trayectorias definidas, y todas las partículas que pasan por un punto en el campo del flujo siguen la misma trayectoria.  Este tipo de flujo fue identificado por  Osborne Reynolds y se denomina laminar, queriendo significar con ello que las partículas se desplazan en forma de capas o láminas.

Al aumentar el gradiente de velocidad se incrementa la fricción entre partículas vecinas al fluido, y estas adquieren una energía de rotación apreciable, la viscosidad pierde su efecto, y debido a la rotación las partículas cambian de trayectoria.  Al pasar de unas trayectorias a otras, las partículas chocan entre sí y cambian de rumbo en forma errática.  Éste tipo de flujo se denomina turbulento.

El número de Reynolds: parámetro adimensional de resistencia

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El número de Reynolds mide la importancia relativa de cada una de las variables que intervienen en un fenomeno en que la fuerza predominante es la viscosidad, es decir la ᵖ, ᶯ, ᶹ, y ᶫ. Cuanto mayor es el número de Reynolds menos importancia tiene la fuerza de viscosidad en el fenomeno, y viceversa no es la viscosidad dinámica ᶯ el parámetro decisivo, sino

ℜ= ρLvᶯ

Para Re < 2000: flujo laminar; para Re > 3000: flujo turbulento

El tránsito de régimen laminar a turbulento, fenomeno que depende de la viscosidad y que influye grandemente en la resistencia de la placa, se verifica también para un numero de Reynolds determinado. En este caso el número de Reynolds se definirá así:

ℜ=u∞ x

v

MATERIAL UTILIZADO

Aparato de Reynolds Probeta Cronometro Termómetro Cubetas de agua Tinte (permanganato de

potasio) Manguera Agua del grifo

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PROCEDIMIENTO EXPERIMETAL

Hicimos circular el agua en el aparato de Reynolds y medimos la temperatura de la misma.

Regulamos el caudal de líquido que desciende por el tubo con la ayuda de la válvula.

Abrimos la segunda válvula permitiendo liberar el tinte, y observamos el flujo y lo clasificamos dependiendo de las características que presentó.

Obtuvimos el volumen que recorre el flujo en periodo de tiempo determinado, este procedimiento se realizó para distintos flujos.

ANALISIS DE DATOS

Obtuvimos el caudal y la velocidad teniendo en cuenta el diámetro de la sección transversal del tubo, obtuvimos lo diferentes valores de Reynolds y los clasificamos de acuerdo a este criterio. En la ecuación 4 encontramos el número de Reynolds para cada valor.

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Tabla 13. Datos obtenidos en el laboratorio

observaciones Tiempo(sg)

Volúmenes(cm3)

laminar

Transitorio

turbulento

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Tabla 14. Calculo del número de Reynolds

OBSERVACIONES

TIEMPO (sg)

VOLUMENES (cm³)

CAUDAL

(cm³/sg/

VELOCIDAD (cm/s)

altura

laminar

Transición

Turbulento

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LABORATORIO 5

PERDIDAS DE ENERGIA EN CONDUCTOS A PRESION POR FRICCION Y POR ACCESORIO

OBJETIVOS

Determinar experimentalmente las pérdidas de energía por fricción en conductos a presión de acuerdo al régimen de flujo y el tipo de accesorio utilizados.

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GENERALIDADES

Perdidas primarias y secundarias en las tuberías

Las pérdidas por carga en las tuberías son de dos clases: primarias y secundarias. Las perdidas primarias son las pérdidas de superficie en el contacto del fluido con la tubería (capa limite), rozamiento de unas capas de fluidos con otra (régimen laminar) o las partículas de fluidos entre sí (régimen turbulento). Tiene lugar en flujo uniforme, por tanto principalmente los tramos de tuberías de secciones constantes.Las perdidas secundarias son las pérdidas de forma, que tiene lugar en las transiciones de (estrechamientos o expansiones de la corriente), codos, válvulas y en toda clases de accesorios en tuberías.

Perdidas primarias: supongamos una tubería horizontal de diámetro constante D por la que circula un fluido constate, cuya velocidad media en la tubería es v.La energía en el punto 2 será igual a la energía en el punto 1 menos la energía perdida (perdida de carga) entre los puntos 1 y 2, es decir, se cumple la ecuación de Bernoulli con pérdidas, expresadas en alturas equivalentes será:

p1ρg

+z1+v12

2g−H r 1−2=

p2ρg

+z2+v22

2 gEn el caso particular del ejemplo:Z1=Z2 (tubería horizontal) y V1 = V2 (sección transversal constante). Luego

p1−p2ρg

=H r1−2=H r1−2

Donde H r1−2 perdidas primarias entre 1 y 2.

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Ecuación general de las pérdidas primarias. Ecuación de Darcy-Weisbach

A finales del siglo pasado experimentos realizados con tuberías de agua con diámetro constante, demostraron que la perdida de carga era directamente proporcional al cuadrado de la velocidad media en la tubería y a la longitud de la tubería e inversamente proporcional al diámetro de la misma. La fórmula fundamental que expresa lo anterior es:

H rp=f L v2

D 2g

Donde H rp es la perdida de carga primariaF – coeficiente de pérdida de carga primariaL – longitud de la tuberíaD – diámetro de la tuberíaV – velocidad media del fluido

Ecuación fundamental de las pérdidas secundarias

H rs=k v2

2gDonde H rs es la perdida de carga secundariaK – coeficiente adimensional de carga secundariaV – velocidad media en la tubería

Coeficiente k de la ecuación fundamental de pérdidas secundarias

El coeficiente k depende del tipo de accesorio, de numero de Reynolds, de la rugosidad y hasta de la configuración de la corriente

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antes del accesorio. En general, antes y después del accesorio en que se produce las perdidas a de haber un trozo de tubería recta al menos de 4 a 5D.

Tabla 15.ACCESORIOS K

Válvula de globo 4.9Codo de 45º 0.2

Codo 90º corto 0.5

MATERIAL UTILIZADO

Cronometro Bomba de succión Tanque de almacenamiento Manómetro Tanque aforado Sistema de tubería

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Encendimos la bomba del sistema. Seleccionamos 4 sistemas a experimentar haciendo circula el flujo

por el sistema seleccionado. Calculamos la velocidad, caudal y coeficiente de fricción. Medimos (Dh) columna de agua.

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Con los datos obtenidos calculamos las perdidas teóricas del sistema y les comparamos con las obtenidas experimentalmente.

ANALISIS DE DATOS

Calculamos el número de Reynolds y clasificamos el flujo de acuerdo con el resultado obtenido.

Tabla 16. Datos obtenidos experimentalmente

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LABORATORIO 6

CALIBRACION DE MEDIDORES DE FLUJO

OBJETIVOS

Conocer cómo y que son los distintos dispositivos medidores de flujo

Indagar sobre el funcionamiento de los distintos medidores de flujo en conductos abiertos y cerrados

Calcular las constantes de las ecuaciones que expresan el caudal que circula por cada medidor.

Comparar los caudales obtenidos con el medidor patrón.

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GENERALIDADES

El cálculo del caudal en una tubería expresado por el teorema de continuidad:Q= V*S; en la que Q= caudal (m³/s)V= Velocidad (m/s)S= sección del conducto (m²)

Para que el fluido discurra entre dos puntos a lo largo de una línea de flujo, debe existir una línea de energía entre esos dos puntos. Esta diferencia corresponderá exactamente, a las perdidas por rozamiento que son función de la rugosidad, del conducto, de la viscosidad del fluidos, del régimen de funcionamiento (laminar o turbulento) y del caudal circulante, es decir de la velocidad (a más velocidad más perdidas).

El cálculo de caudales se fundamenta en el principio de Bernoulli que, para un fluido sin rozamiento, se expresa:

Pp+h+ v2

2 g=constante

Donde g= es la aceleración de la gravedadp= es la peso específico de fluidoP= presión

Los diversos dispositivos que le hombre ha creado para medir caudal en un conducto han facilitado mucho sus quehaceres diarios.Entre estos dispositivos tenemos los Venturis, rotámetro, el medidor de ranura y vertedero entre otros.

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Rotámetro: es un dispositivo que presenta una tubería transparente y consta de un flotador interno, tal dispositivo puede ser calibrado para medir caudales o velocidades; en el caso de los caudales se pueden relacionar de la siguiente manera:Q=C∗Xn

X= altura que alcanza el flotador en el tubo transparenteCn = constante de correlación

Medidor de ranura: es un dispositivo que presenta dos tubos concéntricos el exterior trasparente y el interior con una ranura longitudinal vertical que permite que el agua fluya y salga por la parte del tubo. La ecuación de la calibración está dada por:

Q=C∗Xn

Q= caudal (m³/s)X= altura que alcanza el aguaCn = constantes de correlación

Venturi: es un dispositivo inicialmente diseñado para medir la velocidad de un fluido aprovechando el efecto Venturi. Sin embargo, algunos se utilizan para acelerar la velocidad de un fluido obligándole a atravesar un tubo estrecho en forma de cono. Estos modelos se utilizan en numerosos dispositivos en los que la velocidad de un fluido es importante y constituyen la base de aparatos como el carburador.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. La presión en el tubo Venturi puede medirse por un tubo vertical en forma de U conectando la región ancha y la canalización

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estrecha. La diferencia de alturas del líquido en el tubo en U permite medir la presión en ambos puntos y consecuentemente la velocidad.

Vertedero: Cuando la descarga del líquido se efectúa por encima de un muro o una placa y a superficie libre la estructura hidráulica en la que ocurre se llama vertedero. Esta puede presentar diferentes formas según la finalidad a la que se destine. El contacto con el flujo puede ser una arista o una superficie llamándose de pared delgada o gruesa respectivamente. La ecuación simplificada de caudal de vertedero se puede expresar así:

Q=C∗Xn

Q=caudalX= altura que alcanza el gua en la pared del vertederoCn = constante de correlación

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Anexo:

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