Manual Lab Mecanica de Fluidos

8/17/2019 Manual Lab Mecanica de Fluidos

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MANUAL DE LABORATORIO

MECÁNICA DE FLUÍDOSPrograma de Ingeniería Mecánic

Elaborado por:

Argemiro Palencia DíazIván Tovar Ospino

Henry Santamaría de la Cruz


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Laboratorio de Mecánica de Fluidos

DECANO DE LA FACULTAD INGENIERÍA William Arnedo Sarmiento

DIRECTOR DE PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA Armando Robledo Acosta

DIRECTOR DE LABORATORIOS Ricardo Chegwin Hillembrand

DOCENTES LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS Argemiro Palencia Díaz

Iván Tovar Ospino

Henry Santamaria de la Cruz


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Tabla de Contenido

Laboratorio de Mecánica de Fluidos .................................................................................................. 4

Reglamento Del Laboratorio de Mecánica de Fluidos ........................................................................ 5

Reglas de Seguridad ............................................................................................................................ 6

Recomendaciones ............................................................................................................................... 7

Tabla de Símbolos ............................................................................................................................... 8

Justficación ......................................................................................................................................... 9

Experiencia Nº 1 Calibración de Pesos Muertos ............................................................................... 10

Experiencia Nº 2 Fuerza Sobre Superficies Sumergidas .................................................................... 14

Experiencia Nº 3 Metacentro de un Flotador ................................................................................... 19

Experiencia Nº 4 Principio de Bernoulli ............................................................................................ 24

Experiencia Nº 5 Impacto de Chorro ................................................................................................. 28

Experiencia Nº 6 Pérdidas en Tuberías ............................................................................................. 33


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Laboratorio de Mecánica de Fluidos

Bienvenido a Este curso ha sido especialmente diseñado para el análisis de la fenomenología de la

mecánica de fluidos. Nuestro principal objetivo es que puedas identificar, clasificar y determinar

experimentalmente comportamientos de fluidos estáticos y dinámicos.

Los fenómenos que se estudian en dividen en dos grandes áreas, la Hidrostática y la

Hidrodinámica, cada una compuesta por varias secciones: Fuerzas en superficies sumergidas,

estabilidad de cuerpos sumergido, Perdidas en tuberías son algunas de estas secciones. Durante

cada sección se le requerirá desarrollar un determinado nivel de competencias de acuerdo al

syllabus de la asignatura. Con el objetivo de evidenciar su avance será necesario la entrega de

informes sobre las experiencias en las que se participa.

Cuando haya completado el curso, habrá adquirido muchos de los fundamentos de la práctica de

la mecánica de fluidos, y estarás listo para atacar problemas más desafiantes. Buena suerte!


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Reglamento Del Laboratorio de Mecánica de Fluidos

1. Cada estudiante debe utilizar bata para el laboratorio.

2.

Todo estudiante debe tener conocimiento de la experiencia que se va realizar.

3. Al comienzo de cada laboratorio el profesor puede evaluar a los estudiantes sobre laexperiencia a realizar.

4.

Después de 15 minutos de iniciado el laboratorio ningún estudiante puede ingresar a este.

5.

La no asistencia a un laboratorio ocasionará un cero (o) en la experiencia.

6.

Después de empezados los laboratorios no se pueden cambiar de grupos.

7.

Todos los estudiantes de los grupos se hacen responsables de los implementos que se lesentreguen para la realización de las experiencias.

8.

Todo estudiante debe tener su manual de experiencia.

9.

Durante la experiencia los estudiantes deben permanecer en su sitio de trabajo.

10. Dentro del laboratorio está prohibido ingerir alimentos.

11.

En el laboratorio está prohibido fumar, hacer grupos diferentes a los establecidos queimpidan la realización de las experiencias.

12.

Los informes de cada experiencia realizada deben ser entregados en los tiemposestablecidos.

13.

Todo informe debe contener:

a. Caratula con el nombre de la práctica, el nombre del estudiante y la fecha derealización de la práctica.

b.

Objetivo de la práctica.

c. Resumen teórico.

d.

Procedimiento.

e. Tabla de datos, cálculos, graficas, etc.

f.

Conclusiones.

g. Los soportes deben presentarse al siguiente laboratorio.


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Reglas de Seguridad

1.

Usar solamente el equipo de la experiencia que se va a realizar con seguridad para evitar

accidentes.

2.

No manipular equipos que no conozca. Pregunte primero

3.

Mantenga el orden del laboratorio.

4.

Informe sobre cualquier inseguridad en los equipos.

5. Usar equipos de seguridad cuando se le indiquen.

6.

No provocar desórdenes, distraer a los demás puede conllevar a accidente.

7.

Ser prudente y recuerde que las reglas en instrucciones de seguridad son para cumplirlas y

así se evita un percance.

8.

Reportar inmediatamente cualquier lesión de usted o cualquier compañero.

9.

Tener siempre presente estas instrucciones para el bien de todos.


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Recomendaciones

1.

Antes de iniciar la práctica estudiar con detenimiento la guía de procedimiento

suministrado. Planear el trabajo que va a realizar, asegurarse cómo y cuándo debe

realizarse cada operación. En caso de duda pregunte al profesor o al auxiliar. Recuerde elestudio de la bibliografía para que tenga un mayor aprovechamiento de la práctica.

2. En caso de utilizar un equipo que no conoce consultar con el profesor o el auxiliar, no sin

saber que va a suceder.

3.

Sea altamente cuidadoso en su trabajo para no llegar a perjudicar a sus compañeros.

4.

No deje equipos en funcionamiento sin atención alguna, comunique al auxiliar.

5.

Tratar los equipos con cuidado ya que estos son costosos y muy delicados y su remplazo es

muy difícil.

6.

Participar en una forma activa en las prácticas, pues el objetivo es capacitar para su

trabajo profesional.

7. Después de las prácticas limpiar su área de trabajo y los equipos utilizados.

8.

Tomar notas escritas en una forma clara, para efectuar un buen informe.


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Tabla de Símbolos

L=Litros Cf=coeficiente de flujo

V=Voltios G=gravedad (9.8m/seg2)

Re=número de Reynolds t=tiempo (seg)

ν=viscosidad cinemática (m2/seg) Cq=coeficiente del caudal

D=diámetro conducto (m) Z=altura geométrica (m)

A=sección del conducto (m2) Q=caudal teórico (L/h)

V=velocidad media (m/seg) Pm=presión de envío (Bar)

U=máxima velocidad cinemática (m/seg) Ç=peso especifico

Ucrit=máxima velocidad critica (m/seg) ρ=densidad del fluido (Kg/m3)

Ucrit=mínima velocidad critica (m/seg) Pm=presión manométrica (Bar)

Q=caudal (Lt/seg) ω=velocidad angular

T=esfuerzo de corte en las paredes del conducto (N/m2) Pn=potencia nominal (W)

P=peso específico (N/m3) Tmax=par (N-m)

K y N=constantes λ=factor de roce.

H=altura en metros


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Justificación

Núcleo Curricular Interdisciplinario:TERMOFLUIDOS: ¿Cómo diseñar, calcular y mantener sistemas mecánicos donde intervenga un

fluido como sustancia de trabajo con criterios de seguridad, economía, confiabilidad y desarrollosostenible?

Propósito de Formación General:Diseñar, calcular y mantener sistemas mecánicos donde intervenga un fluido como sustancia detrabajo con criterios de seguridad, economía, confiabilidad y desarrollo sostenible.

Justificación del Curso:El estudio práctico de la mecánica de los fluidos, proporciona a los estudiantes de ingenieríamecánica una visión general de las propiedades relevantes en la caracterización de los fluidos,

leyes y métodos que permiten su identificación, de manera estática o dinámica; lo que permite lasolución a problemas prácticos de aplicación en el campo industrial y terciario. Generando asícompetencias técnico-específicas necesarias para que su desempeño profesional en el ámbitolaboral sea significativo, eficiente y eficaz.


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Experiencia Nº Calibración de Pesos Muertos

OBJETIVO

Realizar la Calibración el medidor de presión de Bourdon y determinar la medida del error.

Determinar la precisión, capacidad de repetición y la histéresis de los instrumentos

utilizados

EQUIPO

METODOLOGIA

Se debe realizar el montaje del sistema de distribución de fluido, posteriormente agregar las

diferentes masas al pistón procurando generar la mayor combinación de pesos posibles, y a

continuación registrar la presión para cada una de las masas, en cada caso se obtendrá:

1. Presión teórica

2.

Error absoluto

3.

Porcentaje de error


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TEORIA

El uso del pistón y los pesos con el cilindro del equipo genera una medida de referencia para la

presión (P):

A

F P Unidades: Pa, Bar

Donde la fuerza se encuentra dada por: g M F .

F: Fuerza aplicada al líquido en el cilindro del calibrador

M: Masa total (incluyendo el pistón)

A: Área del pistón

PROCEDIMIENTO

1. Poner la unidad de prueba de pesos muertos sobre la mesa de trabajo, sin ninguna cargasobre el platillo porta-peso asegurando que este nivelado (utilizar el nivel de burbuja)

2.

Conectar la entrada del calibrador de pesos muertos con la descarga de purga del manómetrode Bourdon. Abrir las válvulas de medición de presión de succión y descarga de la bomba.

Coloque ésta en marcha por algunos segundos de manera que las tuberías se llenen de agua.

3.

Cerrar las válvulas de succión y descarga, abriendo la válvula de descarga de la bomba. Abrirnuevamente la válvula de medición de presión en la descarga.

4. Poner de nuevo en marcha la bomba y cerrar lentamente la válvula de descarga de la bombahasta que el plato de la unidad de pesos muertos, esté en equilibrio. Esta condición se lograrácuando una pequeña variación de la posición de la válvula de descarga de la bomba determineel ascenso o el descenso del plato o la salida del agua del respiradero.

5.

Leer la posición indicada por la aguja del manómetro. Si la aguja cae entre dos marcas se debecalcular el valor.

6.

Aumentar la carga en la plataforma agregando peso y repetir las operaciones de los pasos 4 y5. realice por lo menos 2 ciclos de subida y bajada, a fin de verificar la histéresis.

7. Trace la curva de calibración para el instrumento.


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DATOS TÉCNICOS

Área del pistón 1 cm2

P= (Peso en [N])/10 = Bar

NOMENCLATURA

ITEM UNIDADES SIMBOLO DESCRIPCION

Masa del Pistón g Mp Masa del pistón dada

Diámetro del pistón m d Diámetro del pistón utilizado

Área del pistón m2

A

Masa de los pesos kg Mw Masa utilizada en la prueba

Masa total kg MT Mt=Mw + Mp

Lectura del manómetro Bar Lm Resultado del manómetro de Bourdon

Presión del cilindro Bar P P=(MT*g)/A

Error absoluto Bar Ea E= Lm-P

% de error % %E %E=(Lm-P)/Lm


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EXPERIMENTACION (Hoja de Datos)

Masa de los

pesos (Mw)

Masa

Total (MT)

Presión del

Manómetro (Lm)

Presión del

Cilindro (P)

Error

Absoluto

Porcentaje

de Error


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Experiencia Nº 2 Fuerza Sobre Superficies Sumergidas

OBJETIVO

Demostrar que una superficie inmersa recibe un empuje, llamado empuje hidrostático,

que depende del área de la superficie y de la altura de su baricentro

EQUIPO

METODOLOGIA

Se debe realizar el montaje del sistema de superficies sumergidas y alcanzar una condición de

equilibrio entre los momentos actuantes en el brazo de balance del instrumento para todas las

posiciones del experimento, Las fuerzas actuantes son el peso aplicado a la balanza y el empuje de

la presión hidrostática en el borde de la cara del cuadrante.


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En cada caso se obtendrá:

4.

Empuje Teórico

5.

Empuje experimental

6.

Centro de presiones

TEORIA

Para las pruebas se dispone de un cuerpo con forma de sector cilíndrico hueco cuyo eje coincide

con el punto de pivote “O”. La forma es tal que la recta de aplicación del empuje de Arquímedes,

que actúa perpendicularmente a la superficie, pasa por “O” y por consiguiente resulta nulo su

momento respecto a dicho punto.

La masa de peso W tiene la finalidad de equilibrar el peso del cuerpo.

Sobre la parte inmersa se ejerce un empuje.

Steorico= ρ*hcg*A=ρ*g* hcg*A (1)

En donde:

ρ, peso específico del líquido (para el agua a temperatura y presión ambiente 9.8kN/m3)

hcg, altura del centro de gravedad desde la superficie libre (en el caso en cuestión hcg=y/2)

A, área de la superficie inmersa.

Es posible que desplazando la masa del peso P se encuentre una posición de equilibrio tal que:

(2)

(3)


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La longitud d es función del nivel de fluido (Y) y el centro de presiones sobre la superficie.

Perfil de la superficie sumergida

Entonces la longitud d se determina como

a

b


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PROCEDIMIENTO

1. Monte en la balanza el cuerpo con extremos planos.

2. Ponga la balanza en el recipiente

3. Desplace la masa W hasta obtener el equilibrio de la balanza. La masa P debe estar en el cero

de la escala. Coloque la regla metálica con el cero en correspondencia del vértice inferior del

cuerpo.

4. Llene el recipiente de agua hasta leer en la regla una altura de y= [170,200] mm.

5. Desplace la masa P hacia la derecha hasta obtener el equilibro del sistema.

6. Lea el valor de x y regístrelo en la tabla adjunta con el valor de y correspondiente.

7. Desplace hacia la izquierda el peso de una cantidad fija (20 o 30 mm)

8. Abra el grifo inferior V1 y descargue el agua hasta obtener de nuevo el equilibrio del sistema.

9. Lea el valor de “Y” y escríbalo en la tabla con el correspondiente valor de x.

10. Repita las operaciones 7 a 9 hasta volver a poner la masa P cerca de cero.

11. Repita, en su caso, las operaciones de 1 a 9 para el segundo cuerpo flotador con extremos

achaflanados.

DATOS TÉCNICOS

Longitud de las aristas de la superficie a=b=10 cm

Peso del cuerpo P=12N

NOMENCLATURA


Arista de la superficie mm a Longitud dada

Arista de la superficie mm b Longitud dada

Masa de los pesos Kg P y W Dada

Altura del centro de

gravedadmm hcg Experimental

Altura del centro de

presionesmm hcp Experimental

Error absoluto Bar Ea E= Steo

-Sexp

% de error % %E

%E=( Steo-Sexp)/Steo


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Y (mm) X (mm)Emp. Calc.

(N)

Emp. Exp.

(N)


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Experiencia Nº 3 Metacentro de un Flotador

OBJETIVO

Determinar experimentalmente el metacentro de un cuerpo flotante.

EQUIPO

METODOLOGIA

Se debe realizar el montaje del sistema flotador, posteriormente cambiar las posiciones de los

pesos del sistema y a continuación registrar la variación de los ángulos de inclinación del flotador

en cada caso se obtendrá:

La posición del metacentro.


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TEORIA

Para determinar la relación cuantitativa de la distancia del metacentro considere la siguientefigura.

Considere el volumen inicial compuesto por la adición la sección transversal DOE y restada la

sección AOB, con el fin de localizar el centroide del volumen compuesto.

(1)

La cantidad es la coordenada en x del punto C, la cual es cero. Entonces la ecuación (1) se

expresa

(2)

En el volumen 1

En el volumen 2


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La ecuación 2 se expresa como:

Se sabe que la posición de M no depende la posición de G, depende solamente de la geometría del

flotador.

Es evidente que si desplazamos la posición G hasta hacerla coincidir con M, resultará Δx/ Δө =0 y el

sistema se hará inestable.

Si determinamos para diferentes posiciones de G el valor de Δx/ Δө, extrapolando la curva a cero,

podremos encontrar la posición de G para la cual el sistema se vuelve inestable: dicha posición

coincide con la del metacentro.


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PROCEDIMIENTO

1. Llénese de agua el recipiente

2.

Determine las dimensiones del cuerpo

3.

Mida el volumen sumergido

4. Ponga en el recipiente el cuerpo flotante con el peso vertical en su posición x más baja.y=30mm

5.

Desplace el peso horizontalmente desde el eje a posiciones con incrementos Δx=3 mm.

6.

Espere a que se atenúen las oscilaciones y lea en la escala graduada el valor de Δө.

7. Repita las operaciones 3 y 4 para obtener distintos puntos de medida

8.

Complete el cuadro calculando las medias.

9. Mida la posición y/o de la superficie libre del líquido.

NOMENCLATURA


Metacentro mm M Punto de intersección entre el eje desimetría del flotador y la recta deaplicación del empuje hidrostático F.

Centro de Gravedad mm G Centroide del total del cuerpo

Centro de Flotación mm C Centroide del volumen del cuerposumergido

Nuevo Centro de

Flotación

mm C’ Centroide del volumen del cuerpo

sumergido una vez modificada suestabilidad

Altura Metacéntrica mm Distancia de G al punto de intersecciónde la fuerza flotante antes de la rotacióncon la fuerza de flotación después de larotación.

Longitud del cuerpo mm L Longitud constante del cuerpo

Segundo momentode Inercia al nivel deflotación en torno a

un eje que pasa porel origen O

mm4


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Volumen

sumergido:

Tabla 1. Posiciones a la derecha

Δx(mm) (Δx/Δθ)av3 3 3 3 3 3

Δө

(Δx/ Δө)

Tabla 1. Posiciones a la Izquierda

Δx(mm) (Δx/Δθ)av3 3 3 3 3 3

Δө (Δx/ Δө


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Experiencia Nº 4 Principio de Bernoulli

OBJETIVO

Comprobar experimentalmente el principio de Bernoulli y la ecuación de continuidad.

EQUIPO

METODOLOGIA Se debe realizar el montaje del sistema de tanque, posteriormente llenar el recipiente variando el

caudal en cada caso se obtendrá:

El nivel de agua en el tanque y la velocidad del fluido en la descarga.

TEORIA

La ecuación de Bernoulli se obtiene a partir del siguiente análisis, considere una partícula cilíndrica

infinitesimal con longitud ds y área transversal dA, que se desplaza sobre una línea de corriente,

como se muestra en la figura. Las fuerzas que actúan sobre la partícula son el peso y las fuerzas depresión.


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PROCEDIMIENTO

1.

Realice el montaje del banco

2.

Conecte el suministro de agua al tanque

3.

Seleccione la boquilla y colóquela en el orificio de salida del tanque4.

Encienda el banco y la Bomba

5.

Inicie el llenado del tanque con un suministro constante.

6.

Durante el llenado mida la altura del nivel de agua

7. Anote el valor en la tabla 1.

8. Varié el caudal de suministro del tanque

9.

Realice el paso 5, 6, 7 y 8 cuatro veces más.

10.

Repita este procedimiento con la boquilla número dos.

11.

Desocupe el tanque

12.

Inicie el llenado del tanque nuevamente con un suministro constante

13.

Mida el caudal de descarga del tanque14. Anote el valor medido en la tabla 2.

15. Varié el caudal de suministro del tanque

16.

Realice el procedimiento 11, 12, 13 por lo menos cuatro veces más.

17.

Repita este procedimiento para la boquilla 2

NOMENCLATURA


Altura mm h Altura desde el punto definido como 1 hastael punto definido como dos

Gravedad m/s2 g Gravedad

Densidad Kg/m3 Masa por unidad de volumen

Velocidad m/s V Velocidad del fluido en un punto

determinado

Presión del fluido N/m2 P Fuerza por unidad de área, en un punto

determinado.

Caudal m3/s Q


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Boquilla Diámetro (mm) Área (m2)

1

2

Tabla 1. Variación de Altura

Boquilla h 1

(cm)

h 2

(cm)

h 3

(cm)

h 4

(cm)

h 5

(cm)

V 1

(m/s)

V 2

(m/s)

V 3

(m/s)

V 4

(m/s)

V 5

(m/s)

1

2

Tabla 2. Variación de Caudal

Boquilla Q 1

(l/s)

Q 2

(l/s)

Q 3

(l/s)

Q 4

(l/s)

Q 5

(m3/s

V 1

(m/s)

V 2

(m/s)

V 3

(m/s)

V 4

(m/s)

V 5

(m/s)

1

2


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Experiencia Nº 5 Impacto de Chorro

OBJETIVO

Demostrar la existencia de una fuerza de empuje asociada a la interacción dinámicaentre un chorro y una superficie sólida.

EQUIPO

METODOLOGIA

La experiencia demostrará que un chorro de líquido sobre una superficie estacionaria, ejerce sobre

la misma un empuje cuyo valor es función de la geometría del chorro, de su velocidad y de la

geometría de la superficie misma.

Las pruebas serán realizadas sobre superficies de distintas formas, para distintos valores de caudal

y con distintos diámetros de la tobera de salida del líquido.


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TEORIA

La medida del empuje del chorro, se efectúa por medio de una balanza que tiene un esquemacomo el mostrado en la figura anterior.

Sobre la balanza actúan: la fuerza peso ejercido por la masa 1, la fuerza del peso ejercida por la

masa 2, y el empuje incógnito Fx.

La masa 2 se puede deslizar a lo largo del asta hasta que se obtiene el nuevo equilibrio de la

balanza.

Para la masa 2 se tiene: Fx=0

F2 * l = F1 * L (1)

En general para el equilibrio del sistema, podremos escribir:

(F1 * L) + (Fx * l) – (F2 * (l + z)) = 0 (2)

Recordando de (1) y substituyendo en (2) se obtiene que:

(F1 * L) + (Fx * l) – (F1* L) – (F2 * Z) =0

De donde: Fx= F2 * Z / l

Siendo l = 189 mm

F2=5 [N]

Fx = 0.026 * Z [N]


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PROCEDIMIENTO

1.

Arme el equipo sobre la mesa de trabajo.

2.

Monte la geometría elegida en el lugar de ensayo y coloque la tobera en tubo opuesto

3.

Conecte la descarga de la bomba a la entrada l.4.

Coloque en cero la balanza.

5.

Poner en marcha la bomba, actuando al mismo tiempo sobre la válvula V3 y sobre la

velocidad de rotación de la bomba, con el fin de regular el caudal al valor deseado.

6. Llevar de nuevo a cero la balanza y realizar la lectura del valor Z.

7. Varíe el caudal y proceda nuevamente como en el punto 5 para 5 valores distintos de

caudal.

8.

Detenga la bomba y sustituya la tobera o la superficie.

9.

Repita los pasos del 5 al 7.

NOMENCLATURA


Masa 1 kg m1 Masa de

Masa 1 kg M2 Masa de

Gravedad m/s2 g Gravedad

Fuerza 1 N F1 Fuerza debido a la masa 1

Fuerza 2 N F2 Fuerza debido a la masa 2

Distancia I mm I Distancia entre el apoyo y el dispositivo de

impacto de chorro

Distancia L mm L Distancia entre el apoyo y la masa 1

Distancia Z mm Z Distancia entre la masa 2 y el dispositivo de

impacto de chorro

Caudal l/min Q Litros por minuto


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Tabla 1. Datos Boquilla 1 Superficie 1

IMPACTO DE CHORROSDiámetro de la tobera: 8 mm Fteórica = 0.01Q 2

Tipo de superficie: Plana

Q(l/min) Q 2 Z(mm)Fx = 0.026* Z

[N]F teórica

[N]N = Fx/F

teórica[%]K = F/Q 2


IMPACTO DE CHORROSDiámetro de la tobera: 5 mm Fteórica = 0.028Q 2

Tipo de superficie: Plana

Q(l/min) Q 2 Z(mm) Fx = 0.026* Z[N]

F teórica[N]

N = Fx/Fteórica[%]

K = F/Q 2


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IMPACTO DE CHORROSDiámetro de la tobera:

Tipo de superficie:

Q(l/min) Q 2 Z(mm)Fx = 0.026* Z

[N]

F teórica

[N]

N = Fx/F

teórica[%]

K = F/Q 2


IMPACTO DE CHORROSDiámetro de la tobera:

Tipo de superficie:

Q(l/min) Q 2 Z(mm)Fx = 0.026* Z

[N]

F teórica

[N]

N = Fx/F

teórica[%]K = F/Q 2


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Experiencia Nº 6 Pérdidas en Tuberías

OBJETIVO

Determinar la variación de las perdidas en una red de tuberías, cuando se modifican parámetros

como flujo, diámetro y material de la red.

EQUIPO

METODOLOGIA

La red sobre la cual se trabaja tiene tres ramales que pueden ser utilizados de manera

independiente, cada ramal tiene características que lo diferencian de los restantes (Diámetro,Material, Longitud), el objetivo es probar distintas combinaciones de los ramales utilizando la red

de válvulas disponibles para dirigir el flujo por uno o varios según lo deseado.

En cada caso estudiado es posible medir la presión en la línea con la ayuda de manómetros

ubicados en los extremos de salida y entrada a la red.


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TEORIA

Un análisis de este tipo de sistemas permite determinar la caída de presión en una red en función

de varios parámetros que gobiernan el fenómeno. La pérdida h es directamente proporcional a

la diferencia de presión (pérdida) y está dada por:

g

2 p- p1

h

Y el factor de fricción f, se relaciona con las pérdidas por la ecuación:

gd

Lv f h

2

2

Donde d es el diámetro de la tubería, y en este experimento, h se mide directamente por un

manómetro que conecta 2 tomas de presión a una distancia L, v es la velocidad media dada en

términos de la tasa de flujo V por:

2

4

d

V v

El resultado teórico para flujo laminar es:

Re

64 f

Donde Re: número de Reynolds, está definido como:

`Re

v

vd

yv

` es la viscosidad cinemática.

Para flujo turbulento en una tubería lisa, existe la ecuación de una curva que se ajusta a los

resultados experimentales, y es:

f = 0.316Re-0.25


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PROCEDIMIENTO

1. Asegúrese que la red de tuberías se encuentra en la configuración deseada, utilice las válvulasdel sistema para tal fin.

2. Conecte las mangueras de suministro al banco universal de ensayos y a la red de tuberías3. Encienda el banco (Asegúrese de eliminar el aire de las tuberías) y espere por 10 minutos para

que el sistema se estabilice.4.

Anote los valores de Caudal del Banco y las lecturas de los manómetros ubicados en la entraday la salida de la red.

NOMENCLATURA

Dimensión Unidades Nom. Tipo Descripción

Largo de la tubería aensayar

m L DadoLargo de la sección de la tubería de ensayo. Lalongitud del tubo de ensayo es medida en mm. Se

deben convertir a metros para los cálculos.

Diámetro de la

tubería a ensayarm d Dado

Diámetro de la tubería de ensayo. El diámetro se

mide en mm. Se deben convertir a metros para

los cálculos.

Temp. del agua °C Medido La temperatura del agua recolectada.

Viscosidad

cinemáticam2/s Medido Ver tabla anexa al final de la guía.

Manómetro m h1 Medido

Cabeza medida en la entrada de la sección de la

tubería. La cabeza se mide en mm. Se debenconvertir a metros para los cálculos.

Manómetro m h2 Medido

Cabeza medida a la salida de la sección de la

tubería. La cabeza se mide en mm. Se deben

convertir a metros para los cálculos.

Perdida de cabeza m h1 – h2 Calculado Pérdida de cabeza en la tubería de ensayo.

Factor de fricción f Calculado 22

v L

d g h f

Numero de Reynolds Re Calculado

ν

dvRe


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Tabla 1. Configuración 1

Descripción del Tramo:

Q (l/min) Lectura manómetro 1 Lectura manómetro 2

Tabla 2. Configuración 2

Descripción del Tramo:

Q (l/min) Lectura manómetro 1 Lectura manómetro 2


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