Informe De Mecanica De Fluido.docx

Universidad César Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Mecánica Eléctrica

INFORMES SOBRE MECANICA DE FLUIDOS INFORME DE PROYECTO – MECANICA DE FLUIDOS V CICLO Autores: Mantilla Aguilar, José Luis Ccanccapa Macedo, Miller Cabanillas Rivera, Jorge Luis Salazar Muñoz, Jesús Alfredo. Abanto Nacarino, Paul Alexander Miranda Medina, Richard Huamani Sánchez, Rodrigo Venegas León, José Carlos Gonzales Ticle, Robert Portugal Bustos, Gustavo Docente: ING. MAG. LUIS ALBERTO JULCA VERASTEGUI

Trujillo, Perú 2018-II

Índice Presentación.................................................................................................................................. 3 I.

INTRODUCCION ................................................................................................................. 4 1.1

Identificación de las aplicaciones o utilización del equipo de ensayo: ......................... 5

1.2.

Objetivos: ...................................................................................................................... 6

II.

Fundamento y Justificación Teórica: ..................................................................................... 7 2.1 Leyes, principios o teorías que sustentan la obtención Teórica de las ecuaciones de análisis. ...................................................................................................................................... 7

III.

Metodología ...................................................................................................................... 9

3.1

Materiales, instrumentos y equipos ............................................................................. 9

a.

Equipo para medir Fuerzas de Agua (F1-12 Presión Hidrostática – Versión 19) 9

b.

Pesas Calibradas: ......................................................................................................... 10

c.

Fluido ........................................................................................................................... 10

d.

Probeta: ....................................................................................................................... 11

3.2

Operación y/o Funcionamiento del equipo ................................................................ 11

3.3

Procedimiento de Recolección de Datos .................................................................... 12

3.4 Curvas de Ensayo o Resultados de Investigaciones experimentales o simulación (graficar las variables medidas y calculadas vs Q)................................................................... 13 IV.

Discusión de Resultados .................................................................................................. 14

V.

Conclusiones........................................................................................................................ 15

Presentación En este informe se presentara los cálculos del curso de Mecánica de Fluidos, en donde se presentara una pequeña introducción acerca de

I.

INTRODUCCION

En nuestra formación como Ingenieros, y en la vida cotidiana, intervienen diferentes disciplinas fundamentales, tal es el caso de la Mecánica de los Fluidos, que es la parte de la mecánica que estudia las leyes del comportamiento de los fluidos en equilibrio (Hidrostática) y en movimiento (Hidrodinámica). El presente informe trata sobre el ensayo de laboratorio de Presión Sobre Superficies totalmente Sumergida, desarrollado en el Centro de Innovación Tecnológica de la Universidad Cesar Vallejo, tema de mucha importancia en la mecánica de los fluidos ya que nos permite ver cuál es la fuerza que actúa en las paredes de las presas u otros elementos en donde las fuerzas que actúen en el sistema se distribuyen hacia las paredes. Se muestra el procedimiento para demostrar experimentalmente que la fuerza hidrostática es igual a las pesas que se irán colocando, a la vez saber que el centro de presiones es el punto por el cual se ejercen las líneas de acción de las fuerzas que ejercen presión sobre un cuerpo totalmente sumergido en un líquido. El equipo de Presión Sobre Superficies (F1-12 Presión Hidrostática – Versión 19) ha sido diseñado para determinar el empuje estático ejercido por un fluido sobre un cuerpo sumergido y contrastarlo con las predicciones de teóricas habituales.

El agua ejerce una presión en las paredes de una represa, por lo tano estos efectos tiene que ser considerados al momento de su construcción para que la estructura no sufra daños posteriores.

1.1 Identificación de las aplicaciones o utilización del equipo de ensayo:

1.2. Objetivos:  Obtener la posición del centro de presiones de una superficie plana parcialmente sumergida en un líquido en reposo.  Obtener la fuerza hidrostática que ejerce un fluido sobre una superficie parcialmente sumergida que se encuentren en contacto con él.  Obtener la comparación entre la fuerza hidrostática teórica con la fuerza hidrostática práctica.  Comparar el momento causado por la fuerza Hidrostática, con el momento causado con las pesas colocadas.

II.

Fundamento y Justificación Teórica:

2.1

Leyes, principios o teorías que sustentan la obtención Teórica de las ecuaciones de análisis. HIDROSTATICA El estudio de los líquidos en reposo es relativamente sencillo. No interviene la viscosidad, por cuanto esta es una propiedad que la ejercitan los fluidos cuando son obligados a moverse.

Variación de la Presión: a) A lo largo de una línea horizontal. Se usa como cuerpo libre un cilindro de sección A cuyo eje coincide con la línea horizontal:

b) A lo largo de una línea vertical. Se usa como cuerpo libre un cilindro de sección A cuyo eje coincide con la línea vertical y su cara superior con la superficie libre.

Si la Po es la presión atmosférica: p = Pa + yh, es la presión absoluta a la profundidad h. Si sólo se requiere la presión en exceso de la atmosférica: P = yh, es la presión relativa; a la profundidad h. Presión Atmosférica local: Se define presión atmosférica estándar a la presión atmosférica al nivel del mar bajo las condiciones estándar. Su valor es Po = 1.033 kg/cm2. La presión atmosférica local (Pa) a una altura genérica {h}, sobre el nivel del mar se puede evaluar con la fórmula:

En la que si h está en metros p resulta en kg/m2.

Altura de presión: Se define altura de presión a la altura de la columna líquida equivalente, es decir:

III.

Metodología

3.1

Materiales, instrumentos y equipos a. Equipo para medir Fuerzas de Agua (F1-12 Presión Hidrostática – Versión 19)

El módulo para estudiar presión hidrostática, complementario del Banco Hidráulico de Servicios Comunes, ha sido diseñado para determinar el empuje estático ejercido por un fluido sobre un cuerpo sumergido y contrastarlo con las predicciones teóricas habituales. a.1      a.2

Especificaciones Tanque para experiencias de empuje con patas roscadas para nivelación Cuadrante plástico moldeado, con acabado de precisión Brazo de balanza con contrapeso ajustable y porta pesas Conectores de ajuste rápido para montar sobre el Banco Hidráulico de Servicios Comunes Software didáctico opcional Descripción

Un cuadrante está montado sobre un brazo de balanza asentado sobre filos de cuchilla. Los filos coinciden con el centro del arco del cuadrante. Por lo tanto, de todas las fuerzas hidrostáticas que actúan sobre el cuadrante cuando éste está sumergido, la única que genera un momento sobre el eje de apoyo, es ejercida sobre la cara rectangular del corte, ya que el brazo de palanca de las demás es nulo por ser éstas radiales.

El peso del cuadrante cuenta con un contrapeso de posición ajustable y un platillo al que se le agregan las pesas para compensar el empuje del líquido. Este conjunto va montado sobre un tanque acrílico que puede ser nivelado mediante patas roscadas. El alineamiento correcto está indicado por un nivel de burbuja circular montado sobre la base del tanque. Un indicador fijado en un lado del tanque muestra cuando el brazo está equilibrado en posición horizontal. El agua entra por la parte superior del tanque mediante un tubo flexible y puede vaciarse a través de una válvula fijada en un costado. Una escala situada en el lateral del cuadrante indica el nivel de agua. a.3

Características Técnicas

Capacidad del Tanque Distancia entre pesas y el eje de apoyo Área de Corte del cuadrante (toroide) Profundidad total del cuadrante totalmente sumergido Altura del eje de apoyo sobre el cuadrante a.4  

5.5 litros 275 m. m. 7.5 𝑥 10−3 𝑚2 160 𝑚. 𝑚. 100 𝑚. 𝑚.

Demostraciones Practicas Determinación de la posición del centro de la presión sobre una superficie plana sumergida total o parcialmente Comparación con la posición teórica

a.5 Dimensiones Totales Altura Anchura Profundidad

b. Pesas Calibradas: Las pesas que se colocaran en el platillo de balanza del equipo.

c. Fluido El fluido que se utilizo fue agua.

0.3 𝑚 0.435 𝑚 0.13 𝑚

d. Probeta: Se usó para realizar el vaciado del agua hasta equilibrar el brazo horizontal.

3.2

Operación y/o Funcionamiento del equipo

3.3

Masa m(kg) 100 g

Procedimiento de Recolección de Datos

Momento= 𝑊. 𝐿 [𝑁. 𝑚]

Distancia Presión Hidrostática (m) Fp [𝑁]

Altura p Hp[𝑚]

M=Fp.h* [𝑁. 𝑚]

Altura teórica h* teor. [𝑚]

Altura experimental h* exper. [𝑚]

3.4

Curvas de Ensayo o Resultados de Investigaciones experimentales o simulación (graficar las variables medidas y calculadas vs Q)

IV.

Discusión de Resultados

V.

Conclusiones