“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y

FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”

INTEGRANTES:

CARBAJAL LA MADRID ANGEL DAVID

ROSA ZEGARRA GARCIA

JULIO IGNACIO CALDERON ALZAMORA

DOCENTE:

ING. JULIAN DIENSTMAIER LEON

FECHA:

23 DE JULIO DEL 2015

INTRODUCCION

FIC - UNPMECANICA DE FLUIDOS:

“TRAYECTORIA DE LA VENA LIQUIDA DESCARGADA POR UN ORIFICIO”

El laboratorio de descarga por orificios es fundamental para entender procesos efectuados en vertederos, así como el análisis de la variación del caudal en un depósito.

Con este laboratorio se pretende calcular el caudal que sale por cada uno de los orificios de acuerdo a la altura del embalse o depósito, para luego determinar los coeficientes que definen el sistema, como por ejemplo el gasto, el cual nos permite determinar el tiempo en el cual se desocupa el tanque, así como la influencia que tiene el orificio en la descarga.

En la vida práctica sin saber cómo es la descarga según el orificio no se podrían realizar ciertos dispositivos de uso diario de tipo hidráulico.

OBJETIVOS

Determinar las características de un flujo a través de un orificio.

Hallar las velocidades real y teórica.

Determinar el coeficiente de velocidad dependiendo de la trayectoria del chorro.

Fortalecer los conocimientos obtenidos en clase.

MARCO TEORICO

DESCARGA POR ORIFICIOS

El término fluido incluye a toda sustancia capaz de fluir, y se aplica tanto a gases como a líquidos, puesto que todos los fluidos obedecen al movimiento en base a las leyes de newton

Cuando practicamos una abertura en un depósito que contiene un fluido, la velocidad de salida del mismo incrementa con la profundidad a la cual se realiza el orificio, y en base también al nivel en el que se encuentra el líquido, puesto que la fuerza no equilibrada que afecta al movimiento es debida a la gravedad.

Puesto que se destruye la presión de la pared existente en el punto donde se encuentra la abertura y la presión del líquido interior la empuja directamente hacia el orificio, entonces el nivel del líquido desciende una altura h en un tiempo t, luego que ha escapado un cierto volumen de líquido del recipiente.

Un orificio es una abertura practicada en la pared de un depósito (orificio lateral o de fondo) o en un diafragma en una tubería por donde circula un fluido (orificios para medida de caudales)

La forma puede ser cualquiera: circular, rectangular, etc.; aunque la forma más frecuente es la circular.

El orificio puede comunicar con la atmosfera, o bien con otro fluido bajo presión (orificio sumergido)

Las paredes del orificio pueden ser de contorno redondeado, o con aristas vivas.

COEFICIENTE DE VELOCIDAD

Cada partícula al atravesar la sección contraída, tendría velocidad idéntica al de la caída libre, desde la superficie libre del depósito, en la realidad sin embargo la velocidad no es la verdadera, por eso se introduce un coeficiente de corrección, o coeficiente de reducción de velocidad:

CV =V RV T

Deducción de la ecuación de la trayectoria de la vena liquida descargada por un orificio:

Materiales:

Botella de agua de 3 litros Hoja milimetrada (forrada y a escala) Jeringa Otros

Procedimiento:

Primero a la botella la tenemos que llenar de agua con colorante para poder observar la vena liquida, luego le hacemos un agujero con ayuda de la jeringa, para ello debemos tener mucho cuidado ya que podría ocasionarnos algún daño, la medida de la carga será de distintas alturas, medido al centro de gravedad del orificio.

Luego pondremos el papel milimetrado en la parte horizontal para poder marcar la descarga de la vena liquida por el orificio.

Ya teniendo los anteriores pasos anotaremos los resultados que obtuvimos, para ello debemos seguir la vena liquida que intercepta al papel milimetrado y vamos obteniendo un promedio de la medida horizontal

EXPERIMENTO

La altura total del agua dentro de la botella fue de 32cm.

Para el orificio:

La carga fue de 16cm medido al centro de gravedad del orificio (h=16cm).

32cm

Con lo cual obtuvimos los siguientes datos:

Como podemos observar en la imagen el alcance de la vena liquida descargada por el orificio fue de X=29cm.

Datos:

H=16cm

X=29cm

Y=32cm-16cm=16cm

Con estos datos procedemos a hallar las velocidades y el coeficiente de velocidad:

Hallamos la velocidad real de salida:

VR=√ g X22Y =√980 292

2 x16=160.5cm/sg

Hallamos la velocidad teórica:

VT=√2gH=√2x 980 x16=177.09cm/sg

Se obtiene el coeficiente de velocidad C v:

29cm

CV =V RV T

= 160.5177.09=0.9 ACEPTABLE

CONCLUSIONES

Se pudo concluir que los fluidos que escurran a través de un orificio que tenga una pared delgada, se contraen formando un chorro mientras la corriente sale del orificio cuya área de sección transversal es menor a la del orificio.

Es necesario introducir un coeficiente de velocidad porque cada partícula al atravesar la sección contraída, tendría velocidad idéntica al de la caída libre, desde la superficie libre del depósito, en la cual la velocidad no es la verdadera.

De acuerdo a la teoría de los Coeficientes que deben ser menor que 1, entonces con los datos analizados de las pruebas fueron menores de 1, lo que prueba que los datos fueron tomados de manera correcta pese a los posibles errores humanos.

RECOMENDACIONES

Para realizar esta práctica se recomienda tomar una densidad constante del fluido. Tener conocimiento que el coeficiente de velocidad no debe ser mayor que la unidad, si

supera la unidad hubo error humano y/o de máquina. Es importante que la botella debe estar destapada así la presión en la superficie será la de

la presión atmosférica.