UACH Bachillerato Lab 11 Hidrodinamica

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UACH Lecture, Spring 2008

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  • 1. Laboratorio11HidrodinmicaDr.WillyH.Gerber InstitutodeFisicaUniversidadAustral Valdivia,ChileObjetivos: Aplicarlosconceptosdehidrodinmica. www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08

2. RepasoRepaso&Complemento(aspectosdeturbulenciasoncomplementarios)ConceptosyEcuacionesquedebemosdominarparapoderaprovecharellaboratorioAsistaaclasetericaparacomprenderelsignificadodelosconceptosyecuaciones!!!!www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 3. RepasoDostiposdecorrientes:laminar turbulentoNumerodeReynold[] y[] Re4000Densidadmedio[kg/m3]Distanciacaracterstica[m]Velocidadrelativa[m/s]Viscosidadmedio[Pas]Viscosidad medio [Pa s] Re2000www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 4. RepasoFuerzaderesistencia laminarturbulento Re2000Fuerzaderesistencia[N]Fuerzaderesistencia[N]Radiodelaesfera[m] Coeficientederesistencia[]Viscosidaddelmedio[Pas]Viscosidad del medio [Pa s]Perfil del cuerpo (esfera Perfildelcuerpo(esfera)[m2]) [m2]Velocidadrelativa[m/s] Densidaddelmedio[kg/m3] Velocidadrelativa[m/s] www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 5. RepasoPerfilde velocidaden tubo Velocidad[m/s] Radiodeltubo[m] Radio del tubo [m] Viscosidaddelmedio[Pas] Radio[m] Anchodecapadeborde[m] Largodeltubo[m]Densidaddelmedio[kg/m3] V i i Variacinenpresin[Pa]i [P ]Velocidadmedia[m/s] Volumentransportado[m3] Tiempotranscurrido[s]www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 6. Repaso Conservacindelliquido(validoencasodeturbulenciaconsiderandopromediostemporalesporefectodevariacionesdelavelocidad)laminar laminar turbulentoturbulentoSecciones[m2] Secciones[m2]VelocidadespromedioVelocidadespromedioenlaseccin[m/s]enlaseccinyeneltiempo[m/s]DensidadespromedioDensidades promedioDensidadespromedio Densidades promedioenlaseccin[kg/m3]enlaseccinyeneltiempo[kg/m3] www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 7. RepasoEcuacinquedescribeelflujo laminar turbulento EcuacindeBernoulli ModeloqueDensidaddelmedio[kg/m3] describaVelocidad[m/s]Velocidad [m/s]Presin[Pa] unflujoAceleracingravitacional[m/s2] turbulentoProfundidad[m]Posicin[m] Nota:Bernoullisoloaplicapara p p lquidos/gasesincompresiblesyenque $1,000,000. $ 1 000 000 laviscosidadesdespreciable.www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 8. Misin MisinEstudiarelflujodeunliquidoylafuerzade resistenciaqueexperimentaunobjetoinmerso resistencia que experimenta un objeto inmersoCullavelocidadconquesevacaunenvase?Cul la velocidad con que se vaca un envase? Quempujeactasobreuncuerposumergido? Cmofuncionaundensmetro? Cmosemidelapresinsangunea?www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 9. Gua 1.FuerzadeStokesAyuda: obtengalaecuacindelafuerzagravitacionalsobrelabolitaenfuncindeladensidaddelvidrio(analtico) obtengalaecuacindelempujedelliquidosobrelabolita(analtico) obtengalaecuacindelafuerzaderesistencia obtenga la fuerza total (analtico)obtengalafuerzatotal(analtico) midalavelocidadentressegmentosigualesdelaprobeta(medicin) escojaaquelsegmentoenquelavelocidadnovaria(anlisis)i ( li i ) apliqueparaestecasolaecuacindelafuerzatotalparacalcularlaviscosidaddelliquido((calculo).Asuma:)www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 10. Gua2.EstablecerlaecuacindevaciadodelestanqueAyuda: escribalaecuacindeBernoullienlasuperficiedelestanque(analtica) escribalaecuacindeBernoullialaalturadelasalida(analtica)la salida (analtica) escribalaecuacindeBernoullienelorificiodesalida(interior)(analtica) escribalaecuacindecontinuidadentrelasuperficieylaalturadelorificio(analtica) escribalaecuacindecontinuidadentrelaalturadelorificioyelorificiomismo(analtica) obtenga la ecuacin de velocidad en la parteobtengalaecuacindevelocidadenlapartesuperiorenfuncindeladelorificio(analtica) obtengalaecuacindevelocidadmediaenelorificioenfuncindelaalturadelacolumna(analtica) DatosseproveerndurantelamedicinenelLab. www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 11. Gua3.Calcular Ayuda: obtengalaecuacindevelocidadenelorificio paraelcasoqueelradiodelacolumnafuese l l di d l l f infinito(leydeTorrichelli)(analtica) obtengalaecuacindelaalturasobrelaque j( trabajar(calculo))A=0.000007m/s2 A=0 000007 m/s2 derivelaecuacinparaobtenerlavelocidad(analtica)B=0.00254m/s obtengalasconstantesA,ByCdelasecuacionesC=0.2403m derivadasanteriormente(analtica) compare los A B y C calculados con los medidos (calculo) comparelosA,ByCcalculadosconlosmedidos(calculo) grafiquelacurvadealturavstiempo(calculo) grafiquelacurvadelavelocidadenla columnavstiempo(calculo) grafiquelacurvadelavelocidadenelorificio vstiempo(calculo) enquerangoestaelnumerodeReynold enlacolumna?Quesignificaesto?(calculo) en la columna? Que significa esto? (calculo) enquerangoestaelnumerodeReynold enelorificio?Quesignificaesto?(calculo) www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 12. Configuracin Configuracin www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 13. Viscosidaddelmedio Viscosidaddelmediowww.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 14. Viscosidaddelmediowww.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 15. Viscosidaddelmediowww.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 16. Viscosidaddelmediowww.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 17. EcuacindeBernoulliEcuacindeBernoulli www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 18. EcuacindeBernoulli www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 19. EcuacindeBernoulli www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 20. EcuacindeBernoulli www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 21. VideoComVideoComwww.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 22. EjecutarProgramaEjecutarVideoComMovimientos.Deestarenchufadalaunidaddemedicinesta esreconocidaporelsistema: Moverelobjetomarcadoparaver silacmaralodetecta si la cmara lo detecta www.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 23. SetearVideoCom www.gphysics.net UACHBachilleratoLab7Version10.08 24. VideoComwww.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08 25. VideoComwww.gphysics.net UACHBachilleratoLab11Version11.08