PRACTICA N.3 II HEMISEMESTRE
PRACTICA N.3 II HEMISEMESTRE
TEMA:ECUACION DE CONTINUIDAD
TEMA:ECUACION DE CONTINUIDAD
1.
1. INTRODUCCION
INTRODUCCION
ECUACION FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA DE FLUIDOS.
ECUACION FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA DE FLUIDOS.
Para llegar a ella se trata que sobre uPara llegar a ella se trata que sobre un fluido actúan dos tipos dn fluido actúan dos tipos de fuerzas: las de presión, por e fuerzas: las de presión, por las que cada elemento de fluido se ve afectado por los elementos rodantes, y las fuerzas las que cada elemento de fluido se ve afectado por los elementos rodantes, y las fuerzas exteriores que provienen de un campo conservativo, de potencial V.
exteriores que provienen de un campo conservativo, de potencial V.
ECUACION DE CONTINUIDAD.
ECUACION DE CONTINUIDAD.
La ecuación de continuidad o conservación de masa es una herramienta La ecuación de continuidad o conservación de masa es una herramienta muy útil para el análisis de fluidos que flu
muy útil para el análisis de fluidos que fluyen a través de tubos o dyen a través de tubos o ductos con diámetrouctos con diámetro variable. En estos casos, la velocidad del
variable. En estos casos, la velocidad del flujo cambia debido a que flujo cambia debido a que el área transversal varíael área transversal varía de una sección del ducto a otra.
de una sección del ducto a otra.
Si se considera un fluido con un flujo estable a través de un volumen fijo como un tanque Si se considera un fluido con un flujo estable a través de un volumen fijo como un tanque con una entrada y una salida, la razón con la cual el fluido entra en el volumen debe ser con una entrada y una salida, la razón con la cual el fluido entra en el volumen debe ser igual a la razón con la que el fluido sale del volumen para que se cumpla el principio igual a la razón con la que el fluido sale del volumen para que se cumpla el principio fundamental de conservación de masa.
fundamental de conservación de masa.
Flujo en tuberías de distinto diámetro Flujo en tuberías de distinto diámetro Debido a que el flujo es
Debido a que el flujo es estacionario entra alestacionario entra al dispositivo por un ducto con área transversal dispositivo por un ducto con área transversal A1, y velocidad V1, y sale de este por un A1, y velocidad V1, y sale de este por un segundo ducto, con área transversal A2 a una segundo ducto, con área transversal A2 a una velocidad V2 . Luego se cumple que
velocidad V2 . Luego se cumple que A1V1 = A2 V2
A1V1 = A2 V2 Caudal (Q) es VA, por lo tanto
Caudal (Q) es VA, por lo tanto siguiendo los principios de la ley de consesiguiendo los principios de la ley de conservación de cargarvación de carga se tiene
se tiene Q = A V Q = A V
donde las unidades son l/s; cm3/min; M3/h, etc.
AFORO VOLUMETRICO
Se aplica generalmente en los laboratorios de hidráulica, ya que solo es funcional para pequeños caudales; sin embargo se pueden implementar también en pequeñas corrientes naturales de agua
Se realiza midiendo el tiempo de llenado (t) de un
recipiente de volumen conocido (V), donde se colecta la descarga, como se muestra en la Figura, determinando el caudal en la ecuación:
Q=V/t.
Tubo de Pitot
El tubo de Pitot es quizá la forma más antigua de medir la presión diferencial y también conocer la velocidad de circulación de un fluido en una tubería. Consiste en un pequeño tubo con la entrada orientada en contra del sentido de la corriente del fluido. La velocidad del fluido en la entrada del tubo se hace nula, al ser un punto de estancamiento,
convirtiendo su energía cinética en energía de presión, lo que da lugar a un aumento de presión dentro del tubo de Pitot
Los tubos de Pitot son instrumentos sencillos, económicos y disponibles en un amplio margen de tamaños. Si se utilizan adecuadamente pueden conseguirse precisiones
moderadas y, aunque su uso habitual sea para la medida de la velocidad del aire, se usan también, con la ayuda de una técnica de integración, para indicar el caudal total en grandes conductos y, prácticamente, con cualquier fluido.
En la industria, las velocidades que se miden son a menudo los que fluye en los conductos y tubos donde las medidas por un anemómetro , sería difícil de obtener. En este tipo de mediciones, el instrumento más práctico utilizar el tubo de Pitot.
El tubo de Pitot se pueden insertar a través de un pequeño orificio en el conducto con el tubo de Pitot conectado a un tubo en U de columna de agua o alguna diferencia de otros manómetro (Alnor) para determinar la velocidad en el interior del tún el de viento
canalizado. Uno de los usos de esta técnica es determinar la cantidad de enfriamiento que se está entregando a un cuarto.
2. OBJETIVOS.
Verificar experimentalmente la ecuación de continuidad Demostrar la ley de la conservación de la energía
Verificar que el caudal se el mismo en diferentes puntos de una sección Aprender a realizar un adoro volumétrico
3. EQUIPO
1.
Banco hidráulico de pendiente variable2.
Flexometro3.
Limnimetros4.
Nivel de burbuja5.
Tubo de Pitot6.
Recipientes Plasticos7.
Probeta graduada 4 5 1 7 34. PROCEDIMIENTO
1. Determinar las pendientes para el banco hidráulico matemáticamente y trasladar a la práctica para los valores de 2%,4%,6% por la acción del volante ubicado en la parte
inferior del mismo
2. Con el felometro determinar las dimensiones del canal y determinar el area de la sección
3. Encerar los limnimetros en dos puntos diferentes y señalarlos 4. Activar la acción del agua en el banco
5. Tomar las lecturas en los limnimetros apenas se forme un pequeño resalto esa lectura será nuestra energía potencial
6. En los mismo puntos y mediante la utilización del tubo de pitot determinar la altura cinetica del agua en aquellos puntos y atraves de esta altura determinar la v elocidad eb ese punto
7. Con estos datos entramos a la ecuación de bernoulli y la diferencia serán las perdidas entre el punto 1 y 2
8. Mediante el area y velocidad determinamos el caudal que esta atravesando el canal en acada sección y debería ser la misma
PARTE II
9. Mediante los recipientes plásticos tomamos agua y medimos el tiempo que nos demoramos en tomar cierta cantidad y registramos tres tiempos para cada aforo y medimos la cantidad de agua en la probeta graduaday por la ecuación V / t
obtenemos el caudal en cada punto y debería ser igual al que tuvimos en el banco hidráulico
10. Realizar por lo menos 3 leturas para cada pendiente
11. Registrar en una tabla de datos los resultados compararlos y obtener conclusiones
5. TABLA DE DATOS
PENDIENTE DE 2%
Puntos Tiempo(s) tiempo medio(s) volumen(cm^3) Caudal(cm^3/s) QT(cm^3/s
1 1,42 1,47 6345 4316.33 4310,29 1,49 1,50 2 0,64 0,64 2845 4445.31 0,66 0,63 0,66 0,65 2710 4169.23
0,65 0,65 PUNTOS h(cm) b(cm) A(cm^2) Hc(cm) V(cm/s) Q(cm^3/s) 1 4,2 10,6 44,52 5 99,05 4409,26 2 3,8 10,6 40,28 6,5 112,93 4548,79 QT= 4479,03 PENDIENTE DEL 4%
Puntos Tiempo(s) tiempo medio(s) volumen(cm^3) Caudal(cm^3/s) QT(cm^3/s
1 0,42 0,41 1871 4563.41 4384,47 0,39 0,42 2 0,43 0,44 1870 4250 0,44 0,45 3 0,50 0,50 2170 4340 0,52 0,49 PUNTOS h(cm) b(cm) A(cm^2) Hc(cm) V(cm/s) Q(cm^3/s) 1 3,5 10,6 37,10 8 125,28 4647,89 2 2,8 10,6 29,69 10,3 142,16 4220,73 QT= 4434,31 PENDIENTE DEL 6%
Puntos Tiempo(s) tiempo medio(s) volumen(cm^3) Caudal(cm^3/s) QT(cm^3/s
1 0,37 0,39 1658 4251,28 4397.59 0,41 0,39 2 0,43 0,44 1769 4020,45 0,45 0,43 3 0,40 0,38 1870 4921,05
0,37 0,38 PUNTOS h(cm) b(cm) A(cm^2) Hc(cm) V(cm/s) Q(cm^3/s) 1 3.1 10,6 32,86 7 117,19 3850,86 2 2.5 10,6 26,50 11 146,91 3893,07 QT= 3871,97
6. CALCULOS TIPICOS
Altura = 3.1 cm
base =10,6 cm
AREA=Altura * Base
AREA=Altura * Base
A=
32,86
Hc= 7cm
√
V=117,19
Q = V*A
Q =
117,19
*
32,86
Q1=
3850,86
Q1=
3850,86
Q2=
3893,07
Qt=
4397.59
PARTE II
t1= 0,40s t2=0,37 s t3=0,38 s tp=(0,40+0,37+0,38)/3tp=0,38s
volumen (v) =
1870
Q=4921,05
Q1=
4251,28
Q2=
4020,45
Q3=
4921,05
Qt=(
4251,28 + 4020,45 +4921,05)/3
Qt=
4397.59
Pérdidas de energía.
7. CONCLUCIONES
El caudal del banco hidráulico se mantiene constante
Las velocidades del liquido cambian cuando en cada punto del banco hidráulico La diferencia de alturas cinéticas esta en relación a la pendiente
Existe una pérdida de energía
El liquido q ingresa es igual al liquido que sale del banco hidráulico
8. RECOMENDACIONES
Para las personas que toman el tiempo, tratar de ubicarse justo en frente del tanque, para
obtener mejor lectura del nivel de líquido.
Lograr que los tiempos experimentales provengan de la misma fuente para así obtener el
mismo patrón de error.
Encerar bien el limnimetro para obtener datos mas confiables Colocar la pendiente del banco hidráulico lo mas exacta posible
9. BIBLIOGRAFIA
MOTT
, Robert L. Mecánica de fluidos aplicada.
SHAMES
, Irving H. Mecánica de fluidos. 3.ed
http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoencanales/aforamientocorrientes/aforode
