UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURAUNIDAD DE CIENCIAS BASICAS DEPARTAMENTO DE FISICA

Laboratorio n 2Flujo de fluidos

Grupo de laboratorio: GL 44 N de mesa: 3

Alumnos:William Manuel Guzmn Cruz gc13007 ______Ulises Vladimir Platero Beltrn pb13022 ______Carlos Antonio Mata Meza MM14089 ______Tobas Alexander Santamara Daz SD13010 ______

Profesor: Ing. Roberto Arvdio Villalta

Fecha de entrega: viernes 17 de abril de 2015

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Resumen

En este informe damos a conocer la determinacin de las densidades de diferentes lquidos haciendo uso de instrumentos como lo es el decmetro el cual se encontraba en lquidos como aceite comestible y en agua, tambin hacemos uso de la relacin de la masa y volumen para obtener la densidad de la solucin salina la cual tuvimos que tomar medidas del volumen y masa de una probeta con agua antes y despus de mezclar la solucin salina, tambin hacemos uso de un tubo en U el cual es otra forma de calcular la densidad el cual contena aceite de un lado y agua del otro lado del tubo, se tomaron las alturas a las que llegaba cada liquido desde un nivel de referencia.Se calcul la densidad de un slido los cuales eran una esfera y un alambre, para la esfera tomamos la medidas de la masa y con una probeta llega de agua calculamos su volumen para usar la relacin entre ellos y obtener la densidad de la esfera, de igual forma se realizaron los mismos pasos para obtener las medidas de la masa y del volumen del alambre para calcular al densidad.

ndice

I-Introduccin terica.........4

II-Procedimientos..........6

III-Anlisis de resultados.........9

IV-Conclusiones.........11

V-Anexos...........12

VI-Referencia bibliogrfica........13

I. Introduccin TericaFlujo de fluidosEcuacin de la continuidad

En un intervalo de tiempoDtla seccinS1que limita a la porcin de fluido en la tubera inferior se mueve hacia la derechaDx1=v1Dt. La masa de fluido desplazada hacia la derecha esDm1=rS1Dx1=rS1v1Dt.Anlogamente, la seccinS2que limita a la porcin de fluido considerada en la tubera superior se mueve hacia la derechaDx2=v2Dt.en el intervalo de tiempoDt.La masa de fluido desplazada esDm2=rS2v2Dt. Debido a que el flujo es estacionario la masa que atraviesa la seccinS1en el tiempoDt, tiene que ser igual a la masa que atraviesa la seccinS2en el mismo intervalo de tiempo.v1S1=v2S2

Esta relacin se denomina ecuacin de continuidad.Caudal o flujo volumtricoEn dinmica de fluidos, caudal es la cantidad de fluido por ejemplo que pasa por el ro en una unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumtrico o volumen que pasa por un rea dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo msico o masa que pasa por un rea dada en la unidad de tiempo.El caudal de un ro puede calcularse a travs de la siguiente frmula:Q= V.A

Donde* Q Caudal ([L3T1]; m3/s)* A Es el rea ([L2]; m2)* Es la velocidad lineal promedio. ([LT1]; m/sEcuacin de Bernoulli

La ecuacin de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido bajo condiciones variantes y tiene la forma siguiente:

En la ecuacin de Bernoulli intervienen los parmetros siguientes: : Es la presin esttica a la que est sometido el fludo, debida a las molculas que lo rodean : Densidad del fluido. : Velocidad de flujo del fluido. g: Valor de la aceleracin de la gravedad (9 .8 m/s2en la superficie de la Tierra). : Altura sobre un nivel de referencia.Esta ecuacin se aplica en la dinmica de fluidos. Un fluido se caracteriza por carecer de elasticidad de forma, es decir, adopta la forma del recipiente que la contiene, esto se debe a que las molculas de los fluidos no estn rgidamente unidas, como en el caso de los slidos. Fluidos son tanto gases como lquidos.Para llegar a la ecuacin de Bernoulli se han de hacer ciertas suposiciones que nos limitan el nivel de aplicabilidad: El fluido se mueve en un rgimen estacionario, o sea, la velocidad del flujo en un punto no vara con el tiempo. Se desprecia la viscosidad del fluido (que es una fuerza de rozamiento interna). Se considera que el lquido est bajo la accin del campo gravitatorio nicamente. No rotacional Incompresible

II. Procedimiento

Todas las lecturas en los instrumentos usados en ste laboratorio y clculos, se harn con base al criterio de cifras significativas.

1. Verifique que el circuito hidrulico est ensamblado como se muestra en la figura No. 2, asegrese que la fuente de voltaje indique cero voltios y luego; pulse el interruptor de la fuente de voltaje (VARIAC) para energizarlo.

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Figura No. 2Circuito Hidrulico

2. Energizar la bomba, girando la perilla del regulador de voltaje (VARIAC) hasta llegar a unos 90 v. Vare esta posicin segn sea necesario hasta observar que el fluido llene la tubera en la salida.3. Usando la probeta de 1000 mL y el cronmetro, determine el volumen por unidad de tiempo en el punto de descarga de la bomba (o sea, el flujo volumtrico). Repita este procedimiento 4 veces ms y llene la tabla que aparece a continuacin. Al terminar la toma de datos experimentales, apague la fuente de voltaje (VARIAC)

TABLA 1: DATOS EXPERIMENTALES VOLUMEN Y TIEMPONo.VOLUMEN (cm3 )TIEMPO ( s )R (cm3 / s)

18805.19170

27404.40168

38004.75168

47604.53168

57104.25167

Con los datos obtenidos calcule la razn de flujo volumtrico medio o caudal medio ().

= 1.68 m3/s

4. Mida el dimetro interno del tubo de descarga: = 18.70 mm

rea del tubo de descarga:

5. Calcule la rapidez promedio de salida del agua. Use la ecuacin de continuidad.

vs=m/s

6. Mida la altura desde el nivel libre de agua en la cubeta hasta el punto medio de la tubera en la salida de agua.

= 25.3 cm

7. Calcule la energa por unidad de peso que la bomba proporciona al fluido sin considerar efectos viscosos.

Hb = /2g + h

HB =0.269 J/N

PB = R (g h + v2 )

a) PB =0.441 en watt

b) PB= en hp

III. Anlisis de resultados

1. a-) Escriba la expresin de la ley de la conservacin de la masa en la dinmica de fluidos:=constanteDonde:: Densidad del fluido.A: rea Transversal del flujo.V: Velocidad del flujo. b-) Qu indica esta ley?La masa de un fluido en movimiento no cambia al fluir, esto cumple la condicin de conservacin de la masa.

c-) Al considerar este flujo de masa constante en cualquier punto de la tubera; calcule a partir de los datos experimentales su valor en unidades del S.I.

2. Al observar la tabla de datos experimentales, se nota que no son iguales todos los valores del flujo volumtrico (y debera de serlo) A qu factores se podra atribuir este hecho?

-Factores Humanos: la tcnica que se utiliz tena como fin sincronizar tanto el instrumento de medicin del volumen como la medicin del tiempo, aun as siempre pueden haber errores que concluyen en mediciones de flujos que difieren entre s.

-Factores Instrumentales: Recordemos que el agua fluye debido a que hay una bomba hidrulica que suministra energa al sistema, muchas veces esta energa no puede ser constante al paso del tiempo. Esta energa afecta la velocidad en que el flujo se trasportara en el circuito adems el flujo volumtrico.

3. Determine la presin dinmica del S.I

4. Ignorando los efectos de viscosidad; Qu valor tiene la energa por unidad de volumen (J/) el flujo de agua, Justo en el punto de salida del tubo de descarga?

Siendo Y

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IV. Conclusiones

Se determin la razn de flujo Volumtrico la cual es constante en todo el circuito con un error mnimo.

Se determin la energa por unidad de peso que proporciona la bomba al fluido sin considerar los efectos viscosos del fluido basado en la ecuacin de Bernoulli.

Se determin la potencia que la bomba utiliza para suministrar energa al sistema.

Se determin el valor que tiene la energa por unidad de volumen del flujo de agua, justo en el punto de salida del tubo de descarga, ignorando los efectos viscosos del fluido.

V. Anexos

Esquema de un circuito hidrulico

Esquema hidrulico utilizado en la sesin de laboratorio.

p1 + + gy1 = p2 + + gy2 (J/m3)Ecuacin de Bernoulli

Calibrador Vernier utilizado para la medicin del dimetro del tubo.

VI. Bibliografa

1. RESNICK/HALLIDAY/KRANE; FSICA, Volumen 1, Quinta Edicin 2002. Editorial Continental (CECSA), Mxico.

2. SEARS/ZEMANSKY/YOUNG/FREEDMAN; FSICA UNIVERSITARIA, Volumen 1, Decimo segunda Edicin 2006. Pearson / Addison Wesley, Mxico.

3. Clases tericas recibidas sobre dinmica de fluidos.