LABORATORIOS DE FLUIDOS 4

JUAN CAMILO CIPAMOCHA GARCIACOD. 201122435

YESID FERNANDO ESTEPA GARCIACOD. 201011738

EDWIN FABIAN PARRACOD. 201121135

EDWIN STEPHEN MOJICA REYESCOD.20112003

CRISTIAN GONZALEZCOD.2011

JOSE LUIS GARCIACOD.2011

INGENIERO ORLANDO DIAZ PARRA

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIAFACULTAD SECCIONAL DUITAMAINGENIERIA ELECTROMECANICA

MECANICA DE FLUIDOSDUITAMA

2015

LABORATORIOS DE FLUIDOS 4

JUAN CAMILO CIPAMOCHA GARCIACOD. 201122435

YESID FERNANDO ESTEPA GARCIACOD. 201011738

EDWIN FABIAN PARRACOD. 201121135

EDWIN STEPHEN MOJICA REYESCOD.20112003

CRISTIAN GONZALEZCOD.2011

JOSE LUIS GARCIACOD.2011

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIAFACULTAD SECCIONAL DUITAMAINGENIERIA ELECTROMECANICA

MECANICA DE FLUIDOSDUITAMA

2015

INTRODUCCION

Es muy importantes como ingenieros conocer el comportamiento de los fluidos, de su interacción con un elemento sólido, es importante conocer las propiedades básicas que lo rigen, iniciando por lo básico como es una definición clara y concisa del concepto de fluido hasta de las aplicaciones más complejas en la mecánica. En nuestra vida diaria tenemos una interacción completa con los fluidos desde al comenzar el día con una ducha hasta cuando nos acercamos a una hidroeléctrica.

Como bien sabemos los fluidos tiene características muy específicas las cuales son muy importantes en el área mecánica, la cual es el punto principal de estudio, al conocer todas estas características podemos determinar todos los fenómenos que nos rodean, como el material más denso para cierta aplicación, la viscosidad de un fluido cuando existen alguna interacción entre fluidos y algún elemento sólido.

OBJETIVOS

Determinar la densidad del agua, alcohol antiséptico, aceite de cocina y glicerina, calculando la relación entre masa y volumen.

Determinar la viscosidad del agua, alcohol antiséptico, aceite de cocina y glicerina.

2 MATERIALES Y EQUIPOS

Tabla 1. Equipos.

Cantidad Elemento

1 Cronómetro

Tabla 2. Materiales.

Cantidad Elemento

1Sistema de chimenea de

equilibrio

1 Válvula de globo

1 Cubeta de 10 L

En la figura4, se ilustra una parte del montaje de la chimenea utilizada en la realización del experimento.

Figura 4. Chimenea de equilibrio.

Localización: Laboratorio de hidráulica U.P.T.C Duitama

3. PROCEDIMIENTO

3.1 PARA 4 VUELTAS

3.1.1 TOMA DE DATOS

CAUDAL POR METODO DE LA CUBETA

10 Litros = 0,01 m3 /

Tiempo = 6.67 s

Q =0.01 / 6.67 = 0.0015 m3 /s

Nº de lectura

s

Altura Máxima

(m)

Tiempo (s)

Velocidad (m /s )

Altura inicial (m) Caudal Q (m

3 /s )

1 1.24 0 0 1.09

2 1.60 5 0.072 1.09

3 1.20 7 -0.08 1.09

4 1.50 7 0.0428 1.09

5 1.30 8 -0.025 1.09

6 1.46 8 0.02 1.09

7 1.31 8 -0.01875 1.09

8 1.43 8 0.015 1.09

9 1.30 9 -0.144 1.09

10 1.40 8 1.0125 1.09

3.1.2. CARACTERISTICA A OBTENER

1) La variación de la altura de fluido en la chimenea.

Nº de lecturas

Altura Máxima (m)

Delta altura

1 1.09 0

2 1.60 0.36

3 1.20 0.4

4 1.50 0.3

5 1.30 0.2

6 1.46 0.16

7 1.31 0.15

8 1.43 0.12

9 1.30 0.13

10 1.40 0.1

2) La variación de presión en la chimenea.

Para presión:

p0=pre sionatmosferia = 101.3 kPa

ρ=1000 kgm3

g=9.81ms2

p=p0+∫0

h

ρg∆h

p=p0+ [ρg (h−h0 ) ]h0p=p0+ ρgh

Nº de lecturas

Delta altura(m)

Presión Delta presión

1 0 101.3

2 0.36 104.83

3 0.4 105.2

4 0.3 104.29

5 0.2 103.3

6 0.16 102.87

7 0.15 102.77

8 0.12 102.48

9 0.13 102.5

10 0.1 102.28

3) El tiempo de estabilización.

EL TIEMPO DE ESTABILIZACION ES : 76s

3.2. PARA TOTALMENTE ABIERTO

3.2.1 TOMA DE DATOS

CAUDAL POR METODO DE LA CUBETA

10 Litros = 0,01 m3 /

Tiempo = 6.18 s

Q =0.01 / 6.18 = 0.0016 m3 /s

Nº de lectura

s

Altura Máxima

(m)

Tiempo (s)

Velocidad (m /s )

Altura inicial (m)

Caudal Q (m3 /s

)

1 1.17 0 0 1.17

2 1.62 5 0.09 1.17

3 1.29 8 -0.053 1.17

4 1.49 7 0.0428 1.17

5 1.25 8 -0.03 1.17

6 1.46 7 0.03 1.17

7 1.31 8 -0.018 1.17

8 1.42 8 0.013 1.17

9 1.29 7 -0.018 1.17

10 1.40 7 0.015 1.17

3.2.3. CARACTERISTICAS A OBTENER

1) La variación de la altura de fluido en la chimenea.

Nº de lecturas

Altura Máxima (m)

Delta altura

1 1.17 0.45

2 1.62 0.43

3 1.29 0.3

4 1.49 0.24

5 1.25 0.21

6 1.46 0.15

7 1.31 0.12

8 1.42 0.13

9 1.29 0.11

10 1.40 0.04

1) La variación de presión en la chimenea.

Para presión:

p0=presion atmosferia = 101.3 kPa

ρ=1000 kgm3

g=9.81ms2

p=p0+∫0

h

ρg∆h

p=p0+ [ρg (h−h0 ) ]h0p=p0+ ρgh

Nº de lecturas

Delta altura(m)

Presión Delta presión

1 0.45 112.77 0

2 0.43 117.2 4.43

3 0.3 113.95 -3.25

4 0.24 115.91 1.341

5 0.21 113.56 -2.35

6 0.15 115.62 2.06

7 0.12 114.15 -1.47

8 0.13 115.23 1.08

9 0.11 113.95 -1.28

10 0.04 115.034 1.084

2) La celeridad.

3) El tiempo de estabilización.

EL TIEMPO DE ESTABILIZACION ES : 73s

4. CUESTIONARIO

1) ESFUERZO

Para el calculo de la variación de presión en la tubería teniendo en cuenta

que no se usara chimenea para disipar la energía se utiliza la siguiente

ecuación para determinar la sobre presión generada por el golpe de ariete.

P=0,07VLt

+P1

P = incremento de presión.

V= velocidad del flujo

L = Longitud de tubería aguas arriba

t= tiempo de la válvula de cierre

P1 = Presion de entrada.

Calculando el caudal por el método de la cubeta para asi determinar de manera aproximada la velocidad del fluido dentro de la tubería .

10 Litros = 0,01 m3 /

Tiempo = 6.18 s

Q =0.01 / 6.18 = 0.0016m3 /s

Q =VA Entonces V=QA

Diametro de la tubería = 2 in = 0,0508 R= D/2 = 0,0254

A=π r2=π 0,02542

A= 0,002 m2

Entonces V=0,00160,002

=0,8ms

L= 3m

t=0,005 s

P1= 101.3 kpa

P=0,07 (0,8)(3)0,005

+101325 pa=101358.6 pa

Para determinar el esfuerzo al que se somete la tubería se usa la ecuación

para esfuerzo transversal en una tubería encontrado en el libro de diseño

mecanico de shigley

σt=PD2 t

P= presión interna

D= Diametro de la tubería

t= Espesor de la tubería

σ= esfuerzo transversal

σt=(101358.6 )(0,0508)

2 (0,004 )

σ t=643627,11 pa

Para el acero el esfuerzo no debe ser mayor a σ = 185 Mpa el cual no se supera , de

manera que se puede concluir que la tubería resistiría la sobrepresión producida por

el golpe de ariete.

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

Claudio Mataix. Mecánica de Fluidos y Maquinas Hidráulicas. Victor L. Streeter; Mecánica de Fluidos Novena edición. Editorial Mc Graw

Hill  Irving H. Shames; Mecánica de los Fluidos. Editorial Mc Graw Hill. Fuentes suministradas por el docente y monitor de laboratorio.