LABORATORIO DE ENERGIA IIAUTOR : ING. ROBERT FABIAN GUEVARA CHINCHAYANDOCENTE DEL CURSOESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA EN ENERGIAFACULTAD DE INGENIERIAUNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

DATOS GENERALESFacultad: Ingeniera.Escuela Profesional: Ingeniera en Energa.Departamento Acadmico : Energa y Fsica.Cdigo: 11-0320Crditos: 02Pre-Requisitos: 11-0310Ciclo de Estudios: VII- Semestre 2009-IExtensin Horaria: 4 horas/semanaPractica: 4 horas/semanaNivel de Exigencia: ObligatorioDuracin del Curso: 18.05.09 al 11.09.09 ( 17 semanas)Docente: Ing. Robert Guevara Chinchayn ( CIP 72486

MARCO REFERENCIALLa presente asignatura tiene el propsito de brindar a los estudiantes de la Escuela Acadmico Profesional de Ingeniera en Energa la realizacin de prcticas de laboratorio referentes a la teora estudiada en los Cursos de Mecnica de Fluidos y Transferencia de Calor , familiarizndose en las aplicaciones de los Termofluidos.

OBJETIVOSOBJETIVOS GENERALES :Evaluar las propiedades de los fluidos.Realizar operaciones practicas de termotransferencia de calor en forma experimental.Aplicar los conocimientos de los termofluidos en sistemas energticos reales.OBJETIVOS ESPECIFICOS :Determinar el caudal de flujos dentro de canales abiertos con placas vertederos.Realizar mediciones de flujo interno con medidores de rea variable: rotmetro , venturimetro y placa orificio.Determinar las perdidas primarias y secundarias en flujos internos.Demostrar el Teorema de Bernoulli en Flujos Internos.Determinar la velocidad de descarga de un flujo a travs de orificios de geometra variable.Determinar las curvas caractersticas de operacin de las turbinas hidrulicas.Evaluar el performance de Intercambiadores de calor en flujo contracorriente.Evaluar l eficiencia de transferencia de calor de superficies extendidas.Determinar la curva de estabilizacin de evaporadores.Evaluar el performance de Hornos Industriales.

DESARROLLO DE CONTENIDOS1 Unidad : Propiedades de los fluidos.2 Unidad : Termotransferencia.3 Unidad : Aplicaciones de los Termofluidos.

I UNIDAD PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSMedicin de flujos en canales abiertos.Medidores de Flujo Interno de rea Variable.Empuje Hidrosttico sobre cuerpos sumergidos.Demostracin del Teorema de Bernoulli.Impacto de Chorro sobre superficies.

GUIA DE PRACTICA N 1MEDICION DE FLUJOS EN CANALES ABIERTOS CON VERTEDEROS

OBJETIVOSOBJETIVOS GENERAL :Evaluar caudales en canales abiertos a travs de Placa plana (Vertederos).

OBJETIVOS ESPECIFICOS:Medir flujos en canales abiertos a travs de vertederos triangulares.Medir flujos en canales abiertos a travs de vertederos rectangulares.Determinar los coeficientes de descarga de distinto tipo de vertederos.

FUNDAMENTO TEORICOUn medidor de caudal es un aparato que determina generalmente por una simple medida, la cantidad en peso o en volumen por unidad de tiempo que pasa a travs de una seccin transversal dada. Entre estos medidores tenemos los vertederos. El flujo es un canal abierto puede ser medido por un canal abierto puede ser medido por un vertedero, la cual la obstruccin fsica hecha en el canal para que elMidiendo la altura de la superficie liquida aguas arriba. El borde o superficie sobre el cual circula al agua de llama cresta.En todos los vertederos el cual es bsicamente en funcin de la altura (altura de cresta).La lmina de agua que se derrama se llama vertiente. Si la lamina vertiente realiza su descarga al aire se llama vertedero de descarga libre y si fuera parcialmente en agua, el vertedero seria sumergible.Un vertedero es una obstruccin fsica dentro de un canal que hace que el lquido se represe detrs de l y fluya sobre ste. Midiendo la altura de la superficie lquida aguas arribas se determina el caudal

Los vertederos pueden ser de 2 tipos: de pared delgada y de pared gruesa.Vertedero de pared gruesa: son obstrucciones o diques, generalmente utilizados en la hidrulica de canales, con la finalidad de controlar los niveles de agua de un caudal, una represa.Vertedero de pared delgada: son aquellos vertederos cuya descarga es la lmina de la vertiente se hace sobre una arista aguda. Pueden ser triangulares, rectangulares, trapezoidales, circulares.Se denomina Cd: al coeficiente de descarga, aquel parmetro adimensional de correlacin propio de cada vertedero, el cual es necesario conocer para determinar los caudales reales. Es propio de cada vertedero segn su configuracin geomtrica. En nuestro caso haremos uso de los vertederos de pared delgada, los cuales se caracterizan por el bisel de la pared en contacto con el caudal al inicio. Estos segn su geometra pueden ser triangulo, rectngulos, circulares, etc.Los vertederos de pared delgada se utilizan para medir con precisin pequeos caudales inferiores a 6 litros / seg. Los vertederos de pared gruesa son utilizados dentro de la Ingeniera Hidrulica para controlar niveles, que pueden ser de un embalse, presa, canal. Los vertederos son funcin nica de la variable h o altura de cresta que es la distancia que se forma desde la arista del vertedero al nivel superior de la lmina vertiente

VERTEDEROS TRIANGULARESSe emplea para medir caudales pequeos inferiores a 6 litros/segundo.La presin que ejerce el fluido varia con la altura, siendo mayor el vrtice del vertedero, en consecuencia existe un gran gradiente de velocidad de arriba hacia abajo. Debido ha esto hallaremos un ecuacin para el caudal a travs de una diferencia de arias y el caudal total lo calcularemos integrando la ecuacin.El caudal terico que circula por la diferencia de rea ser determinado segn el siguiente procedimiento:Inicialmente se considera que x es la carga de una faja horizontal elemental por tringulos semejantes y su longitud e b(h-x)/h. entonces para el rea se tiene:

Entonces el caudal lo podemos obtener de:Acomodando convenientemente:

Y as esta expresin se integra para un limite superior hasta h y un limite inferior o en x se obtiene:

Obtenemos el valor del caudal terico:

Para corregir y determinar el caudal real se introduce un trmino Cd. Coeficiente de descarga usado para corregir las imperfecciones del vertedero.Finalmente el caudal real CR ser :

Donde tericamente el coeficiente de descarga es funcin del ngulo:

Los experimentos demuestran que el coeficiente se aumenta si aguas arriba de la placa el vertido se hace ms rugosa, lo cual hace que la capa limite crezca hasta un mayor espesor. La gran cantidad de liquido que se mueve despacio cerca de la pared puede voltearse mas fcilmente y por consiguiente se presenta una menor contraccin de la capa.

VERTEDEROS RECTANGULARESPara el vertedero rectangular de manera anloga al calculo anterior tenemos que:

El Caudal terico ser :As mismo Donde Cd oscila entre 0,64 y 0.79.

DESCRIPCION DEL EQUIPOUn vertedero rectangular.Un vertedero triangulares.Banco de prueba hidrulico para vertederos rectangular y triangulares.Un cronmetro.Un balde de 4 lt. O probeta graduada a depsito.Una manguera de plstico de .Regla graduada o transportador.Una placa auxiliar de acrlico segn la seccin recta del tanque vertedero.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALMontar el equipo, segn como indica el docente.Emplazar la regla graduada con el nonius en la mitad aproximadamente de la distancia que aparece el vertedero de las pantallas.Medir las dimensiones del vertedero.Suministrar agua la canal hasta que se descargue por el vertedero. Procurando establecer un rgimen de flujo, segn la abertura dada por la vlvula d regularon de flujo ubicado luego de la bomba de suministro.Dejar que se estabilice la altura h y medir este con la punta del garfio desplazando convenientemente el nonius.Medir las dimensiones del canal aguas arriba.As mismo una vez que se estabilice la altura de la cresta cerrar la vlvula del tanque de recepcin del agua de la escalda graduada en funcin de la unidad de tiempo predeterminada. Realizar tres mediciones para caso antes de sacar un promedio.Realizar el mismo procedimiento variando el rgimen de flujo con la vlvula de apertura montada luego de la bomba de agua. REPETIR EL MISMO PROOCEDIMIENTO CON EL VERTEDERO TRIANGULAR

DATOS A CONSIGNARPara el Vertedero triangular tomar datos para 4 caudales distintos , y para cada uno de ellos realizar 4 mediciones de 5 litros y sacar un promedio.Realizar lo mismo con el Vertedero rectangular.

Volumen V (m3)Altura h (mm)Tiempo t (s) 15x10-325x10-335x10-345x10-3Promedio

CUESTIONARIOPara el vertedero rectangular y la vertedero triangular confeccionar el siguiente cuadro de valores para cada uno de los promedios de los caudales:

Graficar y comentar para el vertedero rectangular Qt vs h (hallar la ecuacin caracterstica de la curva), Log Qt vs log h , Cd vs h/b y comentar.Graficar y comentar para el vertedero triangular Cd vs h y comentar.Por que difieren los valores experimentales del coeficiente de descarga a los proporcionados por la literaturaExplique la importancia del clculo de los parmetros adimensionales: numero de Reynolds, numero de fraude.Desarrollar la ecuacin del clculo para la medicin de flujos abiertos con vertederos semicirculares.Para cada caso ( vertedero triangular y vertedero rectangular) hallar el rea de flujo, permetro mojado, dimetro hidrulico.Detallar cual es segn UD. Son las causas de los errores de esta experimentacin y como se corregirn.Comentar acerca de la importancia del calculo del dimetro hidrulico, permetro mojado en la medicin de caudales abiertosQue criterios se deben tener en cuenta para una correcta medicin de caudales en canales abiertos.Investigar acerca de la metolodologia en medicin de flujos en canales abiertos con vertederos laterales: describa un esquema, lmites, variables y as mismo desarrolle una ecuacin para el clculo de caudales son este tipo de vertederos.

Datos Volumen V (m3)Tiempo t(s)Caudal Qr (m3/s)Altura h (mm)QtCd% de Error15x10-325x10-335x10-345x10-3

BIBLIOGRAFIAChow, V. OPEN CHANNEL HYDRAULICS. McGraw-Hill. 1959.Domnguez, F. HIDRAULICA. Captulo sobre Vertederos Laterales. Editorial Guevara, Robert . MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE ENERGIA II. 2009.Mataix,C. MECANICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRAULICAS. Ed Harla. Mexico.2005Mott,R. MECANICA DE FLUIDOS . Ed. Prentice Hall.Potter,MC. MECANICA DE FLUIDOS .Ed Thompson. Ed 2002.Streeter. MECANICA DE FLUIDOS .Ed Mc Graw Hill.2000

ENLACES-WEBhttp://www.uniovi.es/Areas/Mecanica.Fluidos/docencia/_asignaturas/mecanica_de_fluidos_minas/lp6.pdfhttp://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/medidores/vertedortriang2/verttriang2.htmlhttp://www.ellaboratorio.co.cc/practicas/vertedero.pdfhttp://www.ellaboratorio.co.cc/practicas/vertedero_triangular.pdfhttp://html.rincondelvago.com/vertederos-de-agua.htmlhttp://centro-agua.org/pubs_down/pubs_serietecnica/ST01_Vertederos.pdf

GUIA DE PRACTICA N 2MEDIDORES DE FLUJO INTERNO DE AREA VARIABLE

OBJETIVOS OBJETIVOS GENERALES:Evaluar flujos a travs de medidores diferenciales de presin.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:Realizar mediciones de flujos internos con el venturmetro.Realizar mediciones de flujos internos con la placa de orificio.Comparar las cadas de presin de distintos medidores de flujo interno en simultneo.

FUNDAMENTO TEORICOMEDIDORES DE FLUJO DIFERENCIAL DE PRESION:Se entiende como medidor diferencial a aquel cuyos principios de medicin se infieren el resultado final.Los medidores diferenciales de presin se identifican, por la caracterstica de su elemento primario, en el cual se crea una diferencia o cada de presin que depende de la velocidad y densidad del fluido. Esta diferencia es medida por un segundo elemento llamado secundario. Los ms comunes son:El venturimetro.El rotmetroLa placa de orificio.

ROTAMETRO:Los rotmetros son medidores de caudal de rea variable en los cuales un flotador cambia su posicin dentro de un tubo en funcin del caudal que pasa por dicho tubo. Las fuerzas que actan sobre el flotador estn representadas en la figura.Es un medidor de caudal en tuberas de rea variable, de cada de presin constante. El Rotmetro consiste de un flotador (indicador) que se mueve libremente dentro de un tubo vertical ligeramente cnico, con el extremo angosto hacia abajo. El fluido entra por la parte inferior del tubo y hace que el flotador suba hasta que el rea anular entre l y la pared del tubo sea tal, que la cada de presin de este estrechamiento sea lo suficientemente para equilibrar el peso del flotador. El tubo es de vidrio y lleva grabado una escala lineal, sobre la cual la posicin del flotador indica el gasto o caudal.Los rotmetros, flowmeters, del tipo rea variable, son instrumentos diseados para la medicin y control de caudales, gases y lquidos. Fabricamos caudalmetros desde 1 ml/h hasta 1000000 lts/min. La unidad de lectura vendr especificada en la unidad de preferencia del usuario (lts/h, g/min, mtr^3/h, scfh, lbm/min, scfm, etc, etc), es decir, lectura directa de caudal.

VENTURIMETROEl Tubo de Ventura fue creado por el fsico e inventor Giovanni Ventura (1746 - 1822). Fue profesor en las ciudades de Modena y pasiva. Realizo estudios referidos a la ptica, calor e hidrulica. En este ultimo campo desarrollo el medidor diferencial de presin que lleva su nombre, segn el cual es un medidor que permite medir el gasto del fluido, a partir de una diferencia de presin entre el ligar por donde entra la corriente y el punto, calibrable, de mnima seccin del tubo, en donde su parte ancha final acta como difusor.El caudal que circula por el tubo 1 es:

Q1 = v1 * A1 Donde: A1 = p * D2------------ 4

Es el rea de paso en la seccin 1, y vl es la velocidad del fluido en el punto 1. Como el fluido es incomprensible (densidad constante), el flujo volumtrico Q es el mismo en cualquier punto, de modo que la ecuacin de conservacin de masa toma la forma de:Q = v1 * A1 = vg * A1 = vi * Ai (4)Y vemos que conforme la seccin disminuye, la velocidad aumenta para satisfacer la ecuacin (4). Dado el caudal Q que atraviesa el tubo de Ventura y teniendo en cuenta las reas de paso son conocidas, la ecuacin (4) proporciona valores de la velocidad en cada punto. Utilizando la ecuacin de Bernoulli, se puede calcular la presin en cada punto si se conoce la correspondiente altura h. como los tubos de Ventura estn dispuestos horizontalmente, todos los puntos estn a la misma altura, de modo que la ecuacin de Bernoulli es:

De modo que la presin disminuye en la regin convergente, llega a un mnimo en la garganta y aumenta de nuevo en la regin divergente.As mismo podemos medir el caudal de agua que pasa por la instalacin aplicando la ecuacin de Bernoulli en los puntos 1 y 2 (garganta) segn al figura 2, adems como h1 = h2, queda:

Como el caudal viene dado por:Q = v1 * A1 = v2 * A2 (7)La ecuacin 6 queda como:

De modo que el caudal se puede determinar como:

La formula 9 es aproximada, en realidad hay que tener en cuenta las perdidas de carga en el ducto. De este modo, la formula anterior se corrige con un coeficiente adicional, Cd, llamado Coeficiente de Descarga ( cuyo valor es 0.90 ) que tiene en cuenta las prdidas de carga en el tramo 1 2 as tenemos:

PLACA ORIFICIO O DIAFRAGMA:La placa orificio o diagrama consiste en una placa perforada instalada dentro de un ducto. Dos tomas conectadas en la parte interior y posterior de la placa captan la presin diferencial, que es proporcional al cuadrado del caudal que circula dentro de este. El esquema de la placa d oficio y la distribucin de las tomas se muestran en la figura:

Aplicando la ecuacin de Bernoulli entre dos puntos agua arriba y agua debajo de la placa orificio tal como como se muestra en la figura(3) obtenemos un caudal dado por:

Donde:Pl y P2 son las presiones aguas arriba y aguas debajo de la placa orificio. d es el dimetro del orificio y D es el dimetro interior de la tubera , aguas arriba del diafragma. De nuevo tenemos que aadir un factor de correccin debida a las perdidas de carga en el orificio, y le caudal queda determinado por a expresin:

Siendo Cd el coeficiente de descarga del diafragma.Por otro lado , en cualquier sistema hidrulico practico tienen perdidas de carga , pero conviene ignorarlas al obtener expresiones de las ecuaciones en estos aparatos y Lugo corregir los resultados tericos obtenidos , multiplicndolos por un coeficiente experimental para evaluar los coeficientes de las perdidas d energa (en este caso Cd )Z1 + (V1/ 2*g) + (P1/) = Z2 + (V2/ 2*g) + (P2/) (a)g=*g (peso especifico)Ahora bien , tanto para el venturimetro, como para la placa orificio Z1= Z2, debido a que generalmente estos medidores trabajan horizontalmente, por lo que la ecuacin se reduce a:(pl - p2/ ) = (V22 V12/2*g) ..(b)Debido a la continuidad del flujoDonde A1*V1 = A2*V2 donde V2 =( A1*V1/ A2) ................................................................(c)Desarrollando la ecuacin para para un caudal de un equipo o prototipo cualquiera, el Q(caudal real) esta dado en funcin a Cd ( factor de accesorio), entonces teniendo en cuenta (b) y ( c)

Donde los valores asignados de Cd . para la placa orificio = 0.63

DESCRIPCION DEL EQUIPO DE PRACTICASUn banco hidrulico FME- 00Equipo de demostracin de medicin de flujo FME- 18Cronometro

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALACTIVIDAD N1: LLENADO DE LOS TUBOS MANOMETRICOS:Cierre la vlvula de control de flujo del banco hidrulico y cierre tambin la vlvula de control de flujo del equipo, FME-18.Conecte la bomba y abra completamente la vlvula del equipo y la vlvula del banco hidrulico (lentamente) hasta alcanzar un flujo de 40 litros/min. Espere unos minutos hasta que los tubos manomtricos estn completamente llenos y que no queden burbujas de aire en su interior.Apague la bomba y cierre una vlvula asegurndose de que el equipo quede completamente estanco, es decir que no entre ni salga agua.Abrir la vlvula de purga.Abrir con cuidado la vlvula de control de equipo, se puede observar como los tubos manomtricos se llenan de aire.Una vez alcanzada el nivel requerido cierre la vlvula de control de flujo y coloque otra vez la vlvula anti retorno o en su defecto o en su defecto cierre la vlvula de purga.Todos los tubos deben haber alcanzado el mismo nivel.Ahora Abrimos con cuidado la vlvula de control de equipo teniendo en cuenta el caudal que se requiere (5, 10, 15, 20, 25, 30 litros/seg.). cerciorndonos estos valores con el rotmetro del equipo.

DATOS A CONSIGNAR-VenturimetroPara el desarrollo de la determinacin de las actividades en el venturimetro se llenara en este cuadro.Donde: P1: presin en la entrada del venturimetro.P2: presin en la garganta del venturimetro.P3: presin en la salida del venturimetro. P=(P1- P2) QR: caudal medido por el rotametro. Cd = 0.98

Finalmente elaboramos un cuadro comparativo entre el Caudal real y el experimental hallado con el venturimetro :

P1 (mmH2O)P2 (mmH2O)P=(P1- P2)(mmH2O)P3(mmH2O)QR (Litros/min)123456

QR (Litros/min)Qv (Litros/min)123456

DATOS A CONSIGNAR-Placa Orificio Para el desarrollo de la determinacin de las actividades en la placa orificio, se llenar en cuadro N 2 (ver resultados finales) con los siguientes parmetros:

- P6 (mmH2O): presin en la entrada la placa orificio.- P7 (mmH2O): presin en la salida de la placa orificio.- P8 (mmH2O): presin a una distancia X de la placa orificio.- P (mmH2O): P6 P7 - QR (Lits/min): medido con el rotmetro.- QR (Lts/min): medido en el banco hidrulico

Donde:QP =caudal medido en la placa orificio (Litros/minuto).A2 = 2.83 x 10-4 m2A1 = 9.62 x 10-4 m2Asimismo de debe tener en cuenta que en la placa orificio se tiene.

Finalmente elaboramos un cuadro comparativo entre el Caudal real y el experimental hallado con la placa orificio :

QR (Litros/min)Qv (Litros/min)123456

P6 (mmH2O)P7 (mmH2O)P=(P6- P7)(mmH2O)P8(mmH2O)QR (Litros/min)123456

CUESTIONARIOEn funcin a los valores de los cuadros de graficar Qv vs Qreal comentar los resultados de la grafica e indicar cual es la orientacin de la recta Por qu QvQreal?En funcin del cuadro N 1 y la ecuacin (f) graficar Qreal Vs Qv determinar el valor aproximado de la pendiente y compararlo con el valor Cd. Para cada caso dando el margen el margen de error de la prctica realizada.

En funcin de los valores del cuadro N 2 y la ecuacin (g) graficar Qp Vs Qreal comentar los resultados de la grafica e indicar cual es la orientacin de la recta. Porque Qp Vs Qreal. (b) graficar Qrela Vs Q`p. Determinar el valor aproximado de la pendiente y compararlo con el valor Cd. Para cada caso dando el margen el margen de error de la prctica realizada.

Demostrar la ecuacin general para el Calculo del Caudal Experimental tanto para la placa orificio como el Venturimetro.

Detallar las caractersticas de los medidores de flujo ultrasonido.Investigar acerca del marco conceptual y criterio de diseo de: placa orificio , venturimetro y rotmetro

BIBLIOGRAFIAChow, V. OPEN CHANNEL HYDRAULICS. McGraw-Hill. 1959.Domnguez, F. HIDRAULICA. Captulo sobre Vertederos Laterales. Editorial Guevara, Robert . MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE ENERGIA II. 2009.Mataix,C. MECANICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRAULICAS. Ed Harla. Mexico.2005Mott,R. MECANICA DE FLUIDOS . Ed. Prentice Hall.Potter,MC. MECANICA DE FLUIDOS .Ed Thompson. Ed 2002.Preobrazhenski. MEDICIONES TERMOTCNICAS Y APARATOS PARA EFECTUARLAS. Tomo II.1998Streeter. MECANICA DE FLUIDOS .Ed Mc Graw Hill.2000

ENLACES-WEBhttp://tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/Medidores.htmhttp://www.geocities.com/ing_industrial/medidore.htmlhttp://apuntes.rincondelvago.com/venturimetro.htmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/tube/tube.shtmlhttp://www.geocities.com/CollegePark/Pool/1549/instru1/c02.htmlhttp://www.industria.uda.cl/Academicos/AlexanderBorger/Docts%20Docencia/Seminario%20de%20Aut/trabajos/trabajos%202003/Sem%20Aut%20%20Caudal/web-final/Medidores%20Diferenciales.htmhttp://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Noticias/Placa_orificio.pdfhttp://www.monografias.com/trabajos31/medidores-flujo/medidores-flujo.shtml

EMPUJE HIDROSTATICO SOBRE CUERPOS SUMERGIDOSGUIA DE PRACTICA N 3

OBJETIVOSMedir la fuerza que ejerce un fluido sobre las superficies que estn en contacto con el.

Determinar la posicin del Centro de Presiones sobre una superficie plana parcialmente sumergida en un lquido en reposo. Determinar la posicin del Centro de Presiones sobre una superficie plana, completamente sumergida en un lquido en reposo.

FUNDAMENTO TEORICO

Consideremos el cuerpo sumergido EHCD (fig.2), acta sobre la cara superior la fuerza de presin Fp1, que es igual al peso del liquido representado en la figura por ABCHE,y sobre la cara inferior la fuerza de presin Fp2 igual al peso del liquido representado en la figura por ABCDE. El cuerpo esta sometido, pues a un empuje ascensional, que la resultante de las dos fuerzas. FA = Fp2 Fp1pero Fp2 Fp1 es el peso de un volumen de lquido igual al volumen del cuerpo EHCD, o sea igual al volumen del lquido desalojado por el cuerpo al sumergirse. Enunciado del principio de Arqumedes:Todo cuerpo sumergido en un lquido experimenta un empuje ascensional igual al peso del lquido que desaloja

Sobre el cuerpo sumergido EHCD acta tambin su peso W o sea la fuerza de la gravedad, y se tiene: a) Si W > FA el cuerpo se hunde totalmente.b) Si W < FA el cuerpo sale a la superficie hasta que el peso del fluido de un volumen igual al volumen sumergido iguale al peso W c) Si W = FA el cuerpo se mantiene sumergido en la posicin en que se le deje.E = Peso del lquido desplazado = dlq . g . Vliq desplazado = dliq . g . Vcuerpo

Si un cuerpo sumergida sale a flote es porque el empuje predomina sobre el peso (E>P).En el equilibrio ambas fuerzas aplicadas sobre puntos diferentes estarn alineadas; tal es el caso de las embarcaciones en aguas tranquilas, par ejemplo. Si par efecto de una fuerza lateral, como la producida par un golpe del mar, el eje vertical del navo se inclinara hacia un lada, aparecer un par de fuerzas que harn .oscilar el barco de un lada a .otro. Cuanta mayor sea el momento M del par, mayor ser la estabilidad del navo, es decir, la capacidad para recuperar la verticalidad. Ello se consigue diseando convenientemente el casco y repartiendo la carga de modo que rebaje la posicin del centra de gravedad, can la que se consigue aumentar el brazo del par. Que es precisamente el valor del empuje predicho por Arqumedes en su principio, ya que V = c.S es el volumen del cuerpo, r la densidad del lquido. m = r.V la masa del liquido desalojado y finalmente m.g es el peso de un volumen de lquido igual al del cuerpo sumergido.Resulta evidente que cada vez que un cuerpo se sumerge en un lquido es empujado de alguna manera por el fluido. A veces esa fuerza es capaz de sacarlo a flote y otras slo logra provocar una aparente prdida de peso. Sabemos que la presin hidrosttica aumenta con la profundidad y conocemos tambin que se manifiesta mediante fuerzas perpendiculares a las superficies slidas que contacta. Esas fuerzas no slo se ejercen sobre las paredes del contenedor del lquido sino tambin sobre las paredes de cualquier cuerpo sumergido en l. Fig1. Distribucin de las fuerzas sobre un cuerpo sumergido

La simetra de la distribucin de las fuerzas permite deducir que la resultante de todas ellas en la direccin horizontal ser cero. Pero en la direccin vertical las fuerzas no se compensan: sobre la parte superior de los cuerpos acta una fuerza neta hacia abajo, mientras que sobre la parte inferior, una fuerza neta hacia arriba. Como la presin crece con la profundidad, resulta ms intensa la fuerza sobre la superficie inferior. Concluimos entonces que: sobre el cuerpo acta una resultante vertical hacia arriba que llamamos empuje.

Fundamento del equipo de la prctica:

La fuerza que ejerce un fluido sobre una superficie slida que esta en contacto con l es igual al producto de la presin ejercida sobre ella por su rea. Esta fuerza, que acta en cada rea elemental, se puede representar por una nica fuerza resultante que acta en un punto de la superficie llamado centro de presin.Si la superficie slida es plana, la fuerza resultante coincide con la fuerza total, ya que todas las fuerzas elementales son paralelas. Si la superficie es curva, las fuerzas elementales no son paralelas y tendrn componentes opuestas de forma que la fuerzas resultante es menor que la fuerza total.

Inmersin Parcial. Tomando momentos respecto del eje (figura 1) en que se apoya el brazo basculante se obtiene la siguiente relacin:

Donde (es el peso especfico del agua 1000kg/m3)

2. Inmersin Total. Tomando momentos respecto a! eje (figura 2) en que se apoya el brazo basculante se obtiene:

Donde ho = h d/2 es la profundidad del centro de gravedad de la superficie plana.

DESCRIPCION DEL EQUIPOEl accesorio consiste en un cuadrante montado sobre el brazo de una balanza que bascula alrededor de un eje.Cuando el cuadrante esta inmerso en el deposito de agua, la fuerza que acta sobre la superficie frontal, plana y rectangular, ejercer un momento con respecto al eje de apoyo.El brazo basculante incorpora un platillo y un contrapeso ajustable.Deposito con patas de sustencion regulables que determina su correcta nivelacin.Dispone una vlvula de desage.El nivel alcanzado por el agua en el depsito se indica en una escala graduada.

Especificaciones:Capacidad del deposito: 5.5 litrosDistancia entre las masas suspendidas y el punto de apoyo: 285 mmrea de la seccin: 0.007 m2Profundidad total del cuadrante sumergido: 100 mmAltura del punto de apoyo sobre el cuadrante: 100 mmSe suministra un juego de masas de distinto pesos:- 4 pesas de 100gr- 1pesa de 50 gr- 2 pesas de 20 gr- 2 pesas de 20 gr- 1pesa de 5 gr

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL1. Acoplar el cuadrante al brazo basculante enclavndolo mediante los dos pequeos tetones y asegurndolo despus mediante el tornillo de sujecin.2. Medir y tomar nota de las cotas designadas por a, L, d y b; estas ultimas correspondientes a la superficie plana situada al extremo del cuadrante.3. Con el depsito emplazado sobre el banco hidrulico, colocar el brazo basculante sobre el apoyo (perfil afilado) y colgar e] platillo al extremo del brazo.4. Conectar con la espita de desage del depsito un tramo de tubera flexible, y llevar su otro extremo al sumidero. Extender, asimismo, la alimentacin de agua desde la boquilla impulsora del banco hidrulico hasta la escotadura triangular existente en ]a parte superior del depsito.5. Nivelar el depsito actuando convenientemente sobre los pes de sustentacin, que son regulables, mientras se observa el "nivel de burbuja".6. Desplazar el contrapeso del brazo basculante hasta conseguir que ste se encuentre horizontal.7. Cerrarla espita de desage del fondo del depsito.S. Introducir agua en el depsito hasta que la superficie libre de sta quede a nivel de la arista superior de la cara plana que presenta el cuadrante en su extremidad, y el brazo basculante est en posicin horizontal con ayuda de pesos calibrados situados sobre el platillo de balanza.9. El ajuste fino de dicho nivel se puede lograr sobrepasando ligeramente el llenado establecido y, posteriormente, desaguando lentamente a travs de la espita. Anotar el nivel del agua indicado en el cuadrante, y el valor del peso situado en el platillo.10. Incrementar el peso sobre el platillo de balanza y aadir, lentamente agua hasta que el brazo basculante recupere ]a posicin horizontal.11. Tomar nota del nivel de agua y del peso correspondiente.12. Repetir la operacin anterior, varias veces, aumentando en cada una de ellas, progresivamente, el peso en el platillo hasta que, estando nivelado el brazo basculante. el nivel de la superficie libre del agua alcance la cota mxima sealada por la escala del cuadrante.13. A partir de ese punto, y en orden inverso a como se fueron colocando sobre el platillo, se van retirando los incrementos de peso aadidos en cada operacin. Se nivela el brazo (despus de cada retirada) utilizando la espita de desage y se van anotando los pesos en el platillo y los niveles de agua.

DATOS A CONSIGNARRealizar la toma de mediciones , inicialmente llenando agua , y posteriormente cuando se realiza la descarga del tanque. Para esto se llenan las siguientes tablas:

Ac: llenado del depsito.Dc: Vaciado del depsito.

Para Cuerpo semisumergidoMasa grmsHmm AcH mm Dc H promediomm20406080100120140160180

Para Cuerpo sumergidoMasa grmsHmm AcH mm Dc H promediomm200220240260280300320340360380400

CUESTIONARIOa) Llenar los datos faltantes segn calculos Tericos y Experimentales , teniendo en cuenta :a = 100mm b = 70mm d = 100mm L = 285mm

Para inmersin parcial o cuerpo semisumergidoTabla N 3Masa( gr.)Hprom (mm)Hprom/3 (m)FtFt/ Hprom 2 Fp/ Hprom 2 020406080100120140160180

Para inmersin total o cuerpo sumergidoTabla N 4Masa ( gr.)Hprom mmHo(m)FteoricoFt/Ho1/HoFp/Ho200220240260280300320340360380400

b) Realizar una Grafica , cuando d = 100 mm ( h < d) Inmersin parcial .hallando la pendiente y la ecuacin caracterstica de 2 y 3 grado.

c) Realizar lo mismo para la inmersin total

d) Definir que es Metacentroe) Detallar acerca del equilibrio de cuerpos parcialmente sumergidos estable, inestable y indiferente. f) Detallar acerca del equilibrio de cuerpos totalmente sumergidos : estables, inestables e indiferentes ( caso : sumergible , dirigible)

g) Comentar acerca de la Grafica para Inmersin Parcial Ft/H2 vs H/3 para Inmersin total Ft vs 1/Ho

BIBLIOGRAFIAGalloni, Maria del Carmen. EL MUNDO FSICO : CONTENIDOS PROCEDIMENTALES : GUA DE EXPERIENCIAS.1998Guevara, Robert . MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE ENERGIA II. 2009.Mataix,C. MECANICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRAULICAS. Ed Harla. Mexico.2005Mott,R. MECANICA DE FLUIDOS . Ed. Prentice Hall.Potter,MC. MECANICA DE FLUIDOS .Ed Thompson. Ed 2002.Preobrazhenski. MEDICIONES TERMOTCNICAS Y APARATOS PARA EFECTUARLAS. Tomo II.1998Streeter. MECANICA DE FLUIDOS .Ed Mc Graw Hill.2000

ENLACES WEBhttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedeshttp://www.asovac.uc.edu.ve/Proyectos%20Varios/MF2%20%20Empuje%20Hidrostatico.pdfhttp://www.portalplanetasedna.com.ar/principio02.htmhttp://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/eureka.swfhttp://pe.kalipedia.com/tecnologia/tema/videos-algunos-cuerpos-flotan.html?x1=20080226klpcnafyq_1.Ves&x=20070924klpcnafyq_25.Keshttp://personales.gestion.unican.es/martinji/Archivos/EstabilidadRemolcadores.pdf

GUIA DE PRACTICA N 4DEMOSTRACION DEL TEOREMA DE BERNOULLI

OBJETIVOSDemostrar el Teorema de Bernoulli a travs de practicas experimentales .Determinar por medio de los tubos de Pitot y las medidas piezomtricas la presin esttica , presin dinmica y presin total de un punto dentro de un flujo interno

FUNDAMENTO TEORICOLa denominada ecuacin o teorema de Bernoulli representa el principio de la conservacin de la energa mecnica aplicado al caso de una corriente fluida ideal, es decir, con un fluido sin viscosidad (y sin conductividad trmica). El nombre del teorema es en honor a Daniel Bernoulli, matemtico suizo del siglo XVIII (1700-1782), quien, a partir de medidas de presin y velocidad en conductos, consigui relacionar los cambios habidos entre ambas variables. Sus estudios se plasmaron en el libro Hidrodynamica, uno de los primeros tratados publicados sobre el flujo de fluidos, que data de 1738.Para la deduccin de la ecuacin de Bernoulli en su versin ms popular se admitirn las siguientes hiptesis (en realidad se puede obtener una ecuacin deBernoulli ms general si se relajan las dos primeras hiptesis, es decir, si reconsidera flujo incompresible y no estacionario): Flujo estacionario (es decir, invariable en el tiempo). Flujo incompresible (densidad constante). Fluido no viscoso. Fuerzas presentes en el movimiento: fuerzas superficiales de presin y fuerzas msicas gravitatorias (= peso del fluido). No hay intercambio de trabajo o calor con el exterior del flujo.

Considerando el caudal en dos secciones diferentes de una tubera y aplicando la ley de conservacin de la energa, la ecuacin de Bernoulli se puede escribir como:

Y, en este equipo, Z1 = Z2.; y P = .hCon esto, se quiere demostrar en estas prcticas que, para una tubera dada con dos secciones, 1 y 2, la energa entre las secciones es constante. La suma de los tres trminos anteriores es constante y, por lo tanto, el teorema de Bernoulli queda como sigue:

En estas bases tericas, se considera que el fluido es ideal, pero las partculas rozan unas con otras. En este proceso la velocidad de las partculas disminuye y la energa del sistema se transforma en calor.Se considera que H es la prdida de presin entre las dos secciones, por lo que

Donde P es la prdida de potencial.Con esto, se considera la ecuacin de Bernoulli como:

REPRESENTACIN GRFICA DEL TEOREMA DE BERNOULLI

TUBOS DE PITOT:La operativa con un tubo de Pitot es:En primer lugar, se considera un obstculo fijo en el fluido en movimiento

La lnea P termina en el punto de impacto (P), si se hace un orificio en este punto P y se une ste con un tubo de medida, se est midiendo la presin total:Se puede tambin conocer la velocidad en la tubera, esto es:

EQUIPO FME3El equipo de demostracin del teorema de Bernoulli, FME03, est formado por un conducto de seccin circular con la forma de un cono truncado, transparente y con siete llaves de presin que permiten medir, simultneamente, los valores de presin esttica que correspondiente a cada punto de las siete secciones diferentes.Todas las llaves de presin estn conectadas a un manmetro con un colector de agua presurizada o no presurizada.Los extremos de los conductos son extrables, por lo que permiten su colocacin tanto de forma convergente como divergente con respeto a la direccin del flujo.Hay tambin una sonda (tubo de Pitot) movindose a lo largo de la seccin para medir la altura en cada seccin (presin dinmica)La velocidad de flujo en el equipo puede ser modificada ajustando la vlvula de control y usando la vlvula de suministro del Banco o Grupo Hidrulico.

DATOS A CONSIGNARESPECIFICACIONESRango del manmetro: O- 300 mm. de agua.- Nmero de tubos manomtricos: 8.- Dimetro del estrangulamiento aguas arriba: 25 mm.- Estrechamiento.Estrechamiento aguas arriba: 100Estrechamiento aguas abajo: 210DIMENSIONES Y PESOS:- Dimensiones aproximadas: 800x450x700mm.- Peso aproximado: 15kg.- Volumen aproximado: 0.25 m3

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALCerrar la vlvula de control del Banco o Grupo Hidrulico (VC) y cerrar tambin la vlvula de control de flujo del equipo (VCC).Poner en marcha la bomba de agua y abrir completamente la vlvula VCC. Abrir despacio la vlvula CV hasta que se alcance un flujo mximo. Cuando todos los tubos manomtricos estn completamente llenos de agua y no hay ninguna burbuja de aire, cirrese VC y VCC.Es muy importante que el equipo sea un compartimiento estanco.Retrese la vlvula anti-retomo o brase la vlvula de purga.Abrase despacio la vlvula VCC. Se puede observar como los tubos comienzan a llenarse de aire.Cuando todos los tubos han obtenido la altura deseada (30 40 mm.), cierre la vlvula VCC y coloque la vlvula anti-retomo VCC o cierre la vlvula de purga.Abrir la vlvula de caudal del Banco o Grupo Hidrulico y la vlvula de regulacin del equipo.Fijar un caudal y anotar su valor.Colocar el tubo de Pitot en la primera toma de presin de mnima seccin. Esperar a que la altura en el tubo manomtrico de Pitot se estabilice. Este proceso puede tardar unos minutos.Cuando la altura de ambos tubos sea estable, determinar la diferencia de altura entre los dos tubos manomtricos; presin esttica "hi" y presin total "htp" (tubo de Pitot).La diferencia corresponde a la presin cintica dada por "V2/2g".Determinar la seccin con la siguiente ecuacin: S=Q/V, donde Q es el caudal de agua y V es la velocidad obtenida en dicha seccin.Repetir todos los pasos descritos anteriormente para cada toma de presin.Repetir los pasos previos para diferentes caudales de agua.Para cada caudal de agua la seccin debe ser ms o menos la misma. Calcular la media de las secciones obtenidas con diferentes caudales de agua.

DATOS A CONSIGNARAnote en la tabla para cada posicin de estrangulamiento la velocidad del fluido y la altura cintica.Cuando el tubo de pitot se encuentra en la seccin inicial

Determinando los valores para las demas posiciones restantes.Completar las siguientes tablas:Para completar la tabla se siguen los siguientes pasos para el calculo correspondiente:Para el clculo del caudal:De la ecuacin: Donde:

Q: caudal (m3/s)V: volumen (litros)t: tiempo (s)Para el calculo de las secciones de cada punto medido . estos se deben hallar por ecuaciones trigonomtricas , teniendo en cuenta el dimetro del ducto , y los angulos de estrechamiento aguas arriba y aguas abajo:Los cuales son :Estrechamiento aguas arriba: 100Estrechamiento aguas abajo: 210Ademas el dimetro de la tubera es 25 mm.

Tabla N 01

S7(mm)So(mm)So - S7(mm)Volumen(litros)Tiempo (seg.)Caudal(10-3m3/s)

Para el clculo de la velocidad, se procede a aplicar la ecuacin de continuidad en 2 puntos , y se estima con la siguiente ecuacin :

v (velocidad en m/sg.) = Q/SDonde: V: velocidad (m/s) g: gravedad (g= 9.806 m/s2) : Diferencia de altura (mm)

Para el calculo de la altura cinetica se tiene la ecuacin :

Calculo de la altura piezomtrica:De la ecuacin:Donde: h: altura (metros leidos en cada lectura de la practica para cada punto)

CUESTIONARIO1.Elaborar para cada posicin del tubo de pitot el siguiente cuadro :

Tomando un caudal promedio ,( para esto se debe interpolar) graficar un diagrama de evolucin de las alturas cintica , piezometrica y total en una escala conveniente y en un mismo grafico para todos los puntos :Altura cintica , Altura piezometrica y Altura TotalSi-S7, Altura piezometrica y PitotComentar acerca de las diferencias entre la altura cintica y Si-S7 , y Altura Total , con Altura de Pitot. Debido a que se presentan las diferencias.

Caudal(10-3m3/s)Velocidad(m/s)Seccin (10-3m2)Altura cintica m.c.aS0-S7 (m.c.a)Altura piezometrica m.c.aAltura Total Cin.+alt. pie. (m.c.a)Pitot m.c.a

El grafico ha elaborar a lo largo de la tubera convergente divergente debe tener la siguiente caracterstica :

2Realizar un cuadro detallando los mrgenes de error entre las alturas totales ( altura total y pitot) y las alturas de velocidad ( altura cintica y Si-S7).3Definir que es Presin Dinmica y que es Presin Esttica , y cual es la diferencia entre ambas.4Qu aplicaciones industriales se tienen tomando en cuenta el Teorema de Bernoulli?5Investigar como se aplica el Teorema de Bernoulli a el Teorema de Torricelli (velocidad de un liquido a travs de un orificio) Demostrarlo matemticamente.6Haciendo uso del Teorema de Bernoulli , demostrar cmo se utiliza este fundamento en el desarrollo del clculo del caudal a travs de un tubo venturi.7Detallar acerca del fundamento y caractersticas constructivas del Tubo de Pitot.

BIBLIOGRAFIAGalloni, Maria del Carmen. EL MUNDO FSICO : CONTENIDOS PROCEDIMENTALES : GUA DE EXPERIENCIAS.1998Guevara, Robert . MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE ENERGIA II. 2009.Mataix,C. MECANICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRAULICAS. Ed Harla. Mexico.2005Mott,R. MECANICA DE FLUIDOS . Ed. Prentice Hall.Potter,MC. MECANICA DE FLUIDOS .Ed Thompson. Ed 2002.Preobrazhenski. MEDICIONES TERMOTCNICAS Y APARATOS PARA EFECTUARLAS. Tomo II.1998Streeter. MECANICA DE FLUIDOS .Ed Mc Graw Hill.2000

ENLACES WEBhttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoullihttp://www.monografias.com/trabajos32/pascal-arquimedes-bernoulli/pascal-arquimedes-bernoulli.shtmlhttp://html.rincondelvago.com/aplicaciones-del-teorema-de-bernoulli.htmlhttp://www.dfa.uv.cl/~jura/Fisica_I/semana_XIII_2.pdfhttp://www.monografias.com/trabajos12/mecflui/mecflui.shtml

GUIA DE PRACTICA N 5IMPACTO DE CHORRO SOBRE SUPERFICIES

OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL:Evaluar y medir la fuerza ejercida sobre diferentes blancos y comparacin con las fuerzas predichas por la teora de la inercia.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:Evaluar y medir la fuerza ejercida sobre una superficie plana.Evaluar y medir la fuerza ejercida sobre una superficie curva de 120Evaluar y medir la fuerza ejercida sobre una superficie semiesfrica.

FUNDAMENTO TEORICODentro del estudio del flujo de fluido encontramos el impacto de un chorro sobre una superficie, base principal para el desarrollo de la teora de turbo maquina. Es mediante las turbo maquinas, que se realiza la realizacin de un trabajo a partir de la energa que trae un fluido, como tambin la aplicacin de un trabajo a un fluido, para agregarle una energa mayor. Por ello nos enfocaremos en determinar la fuerza de reaccin que se genera por un impacto de chorro a una superficie, sea plana o semiesfrica. La fuerza que ejerce un chorro que impacta contra una superficie se obtiene aplicando la ecuacin de conservacin de la cantidad de movimiento. Esta fuerza, para rgimen estacionario y teniendo en cuenta que su componente horizontal sea nula, viene dada por la expresin:

Fy = . Q . (V-V. cos ) NSiendo:: densidad del fluido (kg/m3). Para el agua 1000 kg/m3.Q: caudal con el que se esta trabajando (m3/s): el ngulo en grados que forma el fluido desalojado con el vector normal a la superficie de impacto V: velocidad con la que el chorro impacta sobre la superficie del problema (m/s). esta La velocidad se relaciona con le caudal mediante la ecuacin:

V = Q A (m/s)Donde:A: rea transversal del chorro (m2)

Para una superficie plana ( = 90) la ecuacin anterior tiene la forma:

Fy = . Q . (V-0) = . Q2A N Figura N 2 Superficie plana

Para una superficie curva (=120) la ecuacin queda:

Figura N 3 Superficie curva

Para una superficie semi-esferica (=180) se llega a:

Como puede observarse, a mayor valor de , mayor es la fuerza ejercida por el chorro sobre la superficie , siendo para =180 el valor mximo posible.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALImpacto sobre una superficie planaDesarrollo de la prctica:Retire la tapa situada encima del deposito transparente de agua y enrosque la superficie de impacto plana (=90) en el eje vertical unido solidariamente al soporte sobre el que se colocan las pesas, como se observa en la figura 3Figura 3Cubra el tanque de nuevo con la tapa Ponga el depsito en el banco hidrulico FMEOO o en el grupo hidrulico FMEOO/B. conectando su entrada de agua a T1 (ver figura 4)) con ayuda del conector rpido.figura 4.esquema del banco hidrulico FMEOOEsta representacin del banco hidrulico FMEOO, tiene lo siguiente.VCC: vlvula de control de flujo.T1: toma de impulsin o salida del banco hidrulico.Equilibre el equipo con ayuda del nivel de burbujas situado sobre la tapa del cilindro. Para ello regule la altura del soporte ajustable hasta que la burbuja se establece en el centro del indicador.Ajuste el calibre hasta que se situ al mismo nivel que la seal de la plataforma auxiliar.figura 5. Vlvula de controlColoque en la plataforma un peso y anote su valor. Cierre la VCC del FMEOO y a continuacin encienda la bomba.Con ayuda de la VCC regule el flujo que impacta contra la superficie para conseguir que la seal de la plataforma este en la misma altura que la indicacin del calibre , es decir , que vuelva ala posicin original (ver figura 6)En esta situacin de equilibrio, mida el flujo de salida a travs de la boquilla para ello, cierre el desage del banco hidrulico y tome medidas de volmenes en un tiempo determinado, obteniendo as los litros por unidad de tiempo (caudal) repita los pasos anteriores aumentando las masas y flujos gradualmente.

DESCRIPCION DEL EQUIPOEl accesorio consiste en un tanque cilndrico (1) con superficies laterales transparentes donde la boquilla (2) conectada al banco hidrulico FM00, se alinea con el eje sobre el que se acopla la superficie problema (3). La fuerza vertical realizada por el agua contra la superficie se mide empleando masas calibradas (4) que equilibran dicha fuerza, tomando como referencia un indicador o calibre (5) que se a ajustado previamente a un cero de referencia que es una marca que aparece en la superficie sobre la que se colocan las masas. Otros aspectos a destacar del equipo son:Apoyos ajustables que permiten la nivelacin del equipo Orificios hechos en la base inferior del tanque para evacuar el agua evitando as las salpicaduras.Posibilidades PrcticasMedidas experimentales de la fuerza ejercida por un chorro contra distintas superficies comparando los resultados con los valore tericos Especificaciones Dimetro del chorro: 8mm.Dimetro de las superficies de impacto: 40 mm.Superficies de impacto:Superficie semi-esferica de 180Superficie de la curva de 120Superficie plana de 90Conjunto de pesas de 5, 10, 20, 50, 100 gr (suministrado

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALDesarrollo de la prctica ( Para las tres superficies de contacto)Retire la tapa situada encima del deposito transparente de agua y enrosque la superficie de impacto plana (=90) en el eje vertical unido solidariamente al soporte sobre el que se colocan las pesas, como se observa en la figura :

Cubra el tanque de nuevo con la tapa

Ponga el depsito en el banco hidrulico FMEOO o en el grupo hidrulico FMEOO/B. conectando su entrada de agua con ayuda del conector rpidEquilibre el equipo con ayuda del nivel de burbujas situado sobre la tapa del cilindro. Para ello regule la altura del soporte ajustable hasta que la burbuja se establece en el centro del indicador.Ajuste el calibre hasta que se situ al mismo nivel que la seal de la plataforma auxiliar.Coloque en la plataforma un peso y anote su valor. Cierre la VCC del FMEOO y a continuacin encienda la bomba.Con ayuda de la VCC regule el flujo que impacta contra la superficie para conseguir que la seal de la plataforma este en la misma altura que la indicacin del calibre , es decir , que vuelva ala posicin original .En esta situacin de equilibrio, mida el flujo de salida a travs de la boquilla para ello, cierre el desage del banco hidrulico y tome medidas de volmenes en un tiempo determinado, obteniendo as los litros por unidad de tiempo (caudal) repita los pasos anteriores aumentando las masas y flujos gradualmente.

DATOS A CONSIGNAR-Superficie PlanaUna vez comenzado a trabajar con el FME01, debe tener la precaucin de asegurar que se establezca el equilibrio entre la fuerza ejercida por el chorro y la fuerza ejercida por las pesas. El muelle puede conducir a errores si la placa sobre la que se colocan las pesas ejerce fuerza sobre el mismo. Dado que este es un equilibrio esttico no se tendr en cuenta el efecto del rozamiento producido entre la barra que sostiene la superficie problema y la tapa del cilindro, lo cual es una posible fuente de error, inevitable ya que el equipo no permite medir dicho rozamiento.Los resultados obtenidos pueden anotarse en la tabla siguiente:

Para verificar el estado de equilibrio y comprobar que, tanto el muelle como las fuerzas de rozamiento que aparezcan no han ejercido influencia sobre el experimento, la fuerza ejercida por el chorro Fa debe ser aproximadamente la misma que la ejercida por las masas. Es decir:

Donde:Fm (N) es la fuerza vertical ejercida por las pesas colocadasm (Kg) es la mas total de las pesas colocadasg (m/s2) es la aceleracin de la gravedad

SUPERFICIE PLANA DE 90Masa (g)Volumen (m3)*10-3tiempo promedio (s)Caudal Q (m3/s)*10-3Q2 (10-6)Fm (N)*10-3Fa (N)52550100200400600800

DATOS A CONSIGNAR-Superficie Curva a 120Una vez comenzado a trabajar con el FME01, debe tener la precaucin de asegurar que se establezca el equilibrio entre la fuerza ejercida por el chorro y la fuerza ejercida por las pesas. El muelle puede conducir a errores si la placa sobre la que se colocan las pesas ejerce fuerza sobre el mismo. Dado que este es un equilibrio esttico no se tendr en cuenta el efecto del rozamiento producido entre la barra que sostiene la superficie problema y la tapa del cilindro, lo cual es una posible fuente de error, inevitable ya que el equipo no permite medir dicho rozamiento.Los resultados obtenidos pueden anotarse en la tabla siguiente:

Para verificar el estado de equilibrio y comprobar que, tanto el muelle como las fuerzas de rozamiento que aparezcan no han ejercido influencia sobre el experimento, la fuerza ejercida por el chorro Fa debe ser aproximadamente la misma que la ejercida por las masas. Es decir:

Donde:Fm (N) es la fuerza vertical ejercida por las pesas colocadasm (Kg) es la mas total de las pesas colocadasg (m/s2) es la aceleracin de la gravedad

SUPERFICIE CURVA DE 120Masa (g)Volumen (m3)*10-3tiempo promedio (s)Caudal Q(m3/s)*10-3Q2 (10-6)Fm (N)*10-3Fa (N)52550100200400600800

DATOS A CONSIGNAR-Superficie SemiesfericaUna vez comenzado a trabajar con el FME01, debe tener la precaucin de asegurar que se establezca el equilibrio entre la fuerza ejercida por el chorro y la fuerza ejercida por las pesas. El muelle puede conducir a errores si la placa sobre la que se colocan las pesas ejerce fuerza sobre el mismo. Dado que este es un equilibrio esttico no se tendr en cuenta el efecto del rozamiento producido entre la barra que sostiene la superficie problema y la tapa del cilindro, lo cual es una posible fuente de error, inevitable ya que el equipo no permite medir dicho rozamiento.Los resultados obtenidos pueden anotarse en la tabla siguiente:

Para verificar el estado de equilibrio y comprobar que, tanto el muelle como las fuerzas de rozamiento que aparezcan no han ejercido influencia sobre el experimento, la fuerza ejercida por el chorro Fa debe ser aproximadamente la misma que la ejercida por las masas. Es decir:

Donde:Fm (N) es la fuerza vertical ejercida por las pesas colocadasm (Kg) es la mas total de las pesas colocadasg (m/s2) es la aceleracin de la gravedad

SUPERFICIE CURVA DE 180Masa (g)Volumen (m3)*10-3tiempo promedio (s)Caudal Q(m3/s)*10-3Q2 (10-6)Fm (N)*10-3Fa (N)52550100200400600800

CUESTIONARIOGraficar para cada una de las superficies: Fa vs Fm. Comentar sus resultados.Para los tres cuadros elaborados determine el % de error y la desviacin estndar, para cada caso, establezca que la Fm es la fuerza real.Que es colisin, y cuando una colisin es elstica, y cuando es inelstica?Deduzca una ecuacin que exprese la fuerza ejercida sobre: un alabe fijo, un alabe en movimiento.Describa la notacin para los tringulos de velocidad de entrada y salida de un alabe de un rodete de una bomba o ventilador.

BIBLIOGRAFIAGuevara, Robert . MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE ENERGIA II. 2009.Mataix,C. MECANICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRAULICAS. Ed Harla. Mexico.2005Mott,R. MECANICA DE FLUIDOS . Ed. Prentice Hall.Potter,MC. MECANICA DE FLUIDOS .Ed Thompson. Ed 2002.Preobrazhenski. MEDICIONES TERMOTCNICAS Y APARATOS PARA EFECTUARLAS. Tomo II.1998Streeter. MECANICA DE FLUIDOS .Ed Mc Graw Hill.2000

ENLACES WEBhttp://www4.ujaen.es/~cmbazan/privado/Primer_Cuatrimestre/Chorro.pdf

PROCESO DE EVALUACIONEXAMEN I UNIDAD:E = PE1+PE2+PE3+PE4+PE5/5Donde PEi= ((Sustentacin*2)+Informe)/3

PROMEDIO DE PRACTICAS CALIFICADAS : PP

NOTA I UNIDAD : ((2*E)+ PP ) = 3

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