Informe 1 Fluidos.docx

Encabezado: [TÍTULO ABREVIADO DE HASTA 50 CARACTERES]

Teorema de Bernoulli Camilo Tovar1, Manuel Bayona2 Fundación universidad de américa

Nota del autor Códigos de estudiante 1: 6162935. 2: 6162983.

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[TÍTULO ABREVIADO DE HASTA 50 CARACTERES]

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Palabras clave: Teorema de Bernoulli, Presión manométrica, Presión Total, Flujo volumétrico, Área, Velocidad, Fluido incompresible, Flujo laminar, Flujo turbulento. Objetivo(s): -

Demostrar el principio de Bernoulli.

-

Medir la presión a lo largo de un tubo de Venturi.

-

Medir la velocidad a lo largo de un tubo Venturi.

-

Medir la presión total con Sonda Pitot

-

Determinar la presión dinámica.

-

Determinar el caudal mediante el tubo Venturi.

-

Determinar el coeficiente de descarga de un tubo Venturi.

Marco Teórico: “El físico suizo Daniel Bernoulli (1700-1782), al estudiar el comportamiento de los líquidos, descubrió que la presión de un líquido que fluye por una tubería es baja si la magnitud de su velocidad es alta y, por el contrario es alta si la magnitud de su velocidad es baja. Por tanto la ley de la conservación de la energía también se cumple cuando los líquidos están en movimiento. Con base en sus estudios, Bernoulli enunció el siguiente teorema que lleva su nombre: En un líquido ideal cuyo flujo es estacionario, la suma de las energías cinética, potencial y de presión que tiene el líquido en un punto, es igual a la suma de estas energías en otro punto cualquiera.” Héctor Pérez Montiel (2014)

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Recuperado de: http://fisicainfo.org/cbcbiofisica/wpcontent/uploads/2014/09/bernoulli02.jpg

Materiales utilizados: Módulo básico Gunt HM 150. Módulo HM 150.07. Cronómetro.

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Recuperado de: Guía de laboratorio No.1 Teorema de Bernoulli Procedimiento 1°-Instalar el Módulo HM 150.07 sobre Módulo Básico HM 150, conectando la manguera de salida de la bomba en la tubería de empalme N° 8. 2° - Ajustar la tuerca del racor de la empaquetadura del prensaestopas N° 6, de la sonda Pitot para medición de presión total, de forma que la sonda pueda moverse libremente. 3° - Abrir las válvulas N° 9 y N° 4, y las válvulas de purga del manómetro de tubos múltiple N° 10 y del manómetro de columna N° 2. 4° - Poner en servicio la bomba y abrir lentamente la válvula de salida de la misma. 5° - Cerrar lentamente la válvula N° 4, de salida del módulo, hasta que los tubos de los manómetros queden irrigados, regulando un caudal de tal manera que se observe indicación en el tubo situado en la garganta del Venturi. 6° - Anotar en la planilla los datos de presión estática del manómetro múltiple, y las presiones totales de cada uno de los mismos 6 puntos, colocando la punta de la sonda en cada uno de ellos. 7° - Determinar el caudal, midiendo un volumen de 10 o 15 litros, recogido en el depósito volumétrico del Módulo Básico, y el tiempo empleado. Cálculos y resultados Tabla 1 Cálculos para el caudal

h stat (m) h tot (m)

Punto 1

Punto 2

Punto 3

Punto 4

Punto 5

Punto 6

0,14

0,13

0,04

0,09

0,10

0,11

0,15

0,14

0,13

0,12

0,12

0,11

V (m3) 1640*10 ^-6

T (S) 15,14

Q (m3/s) 1,08*10 ^-4

1380*10 ^-6

13,55

1,02*10 ^-4

[TÍTULO ABREVIADO DE HASTA 50 CARACTERES] h din 0,01 (m) v 0,31 (m/s) Tabla 2

0,01

0,09

0,03

0,02

0,00

0,45

1,24

0,61

0,41

0,31

Datos para el gráfico P vs L (presión estática) Longitud del pitot 0,000 0,028 0,056 0,094 0,127 0,169

Presión (Pa) 1372,931 1323,89775 431,4926 931,63175 1029,69825 1059,1182

Tabla 2.1 Datos para el gráfico P vs L (presión dinámica) Longitud del pitot 0,000 0,028 0,056 0,094 0,127 0,169

Presión (Pa) 117,6798 78,4532 882,5985 235,359610 117,6798 68,64654

Tabla 2.2 Datos para el gráfico P vs L (presión total) Longitud del pitot 0,000 0,028 0,056 0,094 0,127 0,169 Figura 1 Gráfico P vs T

5

Presión (Pa) 1490,6108 1402,35095 1314,0911 1166,99135 1147,37805 1127,76475

1510*10 ^-6

14,35

1,05*10 ^-4

[TÍTULO ABREVIADO DE HASTA 50 CARACTERES]

6

1600 1400

Presion Pa

1200 1000 800

Presion Estatica

600

Presion Dinamica Presion Total

400 200 0 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

Logitud del pitot m Cálculo del coeficiente de descarga

(2𝑔)(ℎ𝑠𝑡𝑎𝑡1 − ℎ𝑠𝑡𝑎𝑡3) Q 𝑡𝑒𝑜𝑟= 𝐴1 √ ((𝐴1 /𝐴3 )2 − 1) Reemplazando: Q 𝑡𝑒𝑜𝑟 = 1,22*10^-4 m^3/s Sabiendo que: 𝐶 = Q 𝑟𝑒𝑎𝑙 /Q 𝑡𝑒𝑜𝑟 Entonces reemplazando C = 0,86 Análisis de resultados Con respecto a la gráfica de presión contra longitud podemos observar que en el primer tramo, para un las longitudes entre (0,00 - 0,02) m la coincidencia no es exacta a el gráfico mostrado en la parte lateral del equipo HM 150, se aprecia un ligero crecimiento en la presión estática a lo largo de este rango longitudinal, este error no aparenta ser muy significativo y pudo ser causado por manejo de cifras o por la escala utilizada, también puede ser atribuido a error de tipo humano en la lectura de la presión ya que los manómetros para cada presión en

[TÍTULO ABREVIADO DE HASTA 50 CARACTERES] los puntos fluctuaban en pequeñas cantidades y la escala graduada de dichos manómetros no garantizaba exactitud. Del coeficiente de descarga podemos decir que se distancia ligeramente a los datos de literatura para una válvula de descarga, que equivale a un valor entre (0,75 y 0,85), obteniendo un error relativo del 1,18%. Conclusiones Referencias: -MOTT, Robert L. MECÁNICA DE FLUIDOS. Sexta edición. Pearson Educación, México, 2006 -Guías GUNT Hamburgo. - Pérez Montiel, H. (2014). Física general. 4th ed. Grupo editorial Patria, p.285.

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