Descripción: ES LA PRACTICA DOS DE LA MATERIA HIDRAULICA BASICA COMPLETA
Descripción: VISUALIZACIÓN DE FLUJOS, COMPROBACIÓN DE LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD Y TEOREMA DE BERNOULLI.
Capitulo d Tres de Libro Arturo Rocha Tuberias(Hidraulica)Descripción completa
VISUALIZACIÓN DE FLUJOS, COMPROBACIÓN DE LA ECUACIÓN DE CONTINUIDAD Y TEOREMA DE BERNOULLI.
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Hidráulica I PRACTICA Nº6
GASTO A TRAVÈS DE UN ORIFICIO
INTRODUCCION
En la práctica que realizamos trabajamos con materiales representativos para mostrar el comportamiento mecánico de los fluidos a través del gasto o descarga a través de un orificio. Teoría de chorros libres Un chorro libre es considerado como un flujo fluido que fluye desde un conducto hacia una zona relativamente grande que contiene fluido el cual tiene una velocidad respecto al chorro que es paralela a la direcci!n del flujo en el chorro. "lgunas características del chorro libre# $onsiderando el caso de un fluido que sale de una tobera a la atm!sfera con flujo subs!nico. %a presi!n de salida para tales flujos debe ser la de la atm!sfera que lo rodea. &i la presi!n de la atm!sfera fuera inferior que la del chorro tendría lugar allí una e'pansi!n natural del mismo. Este hecho disminuiría la velocidad en el chorro de acuerdo con la teoría del flujo isoentr!pico y por consiguiente crecería necesariamente la presi!n en el chorro agravando más la situaci!n. Una continuaci!n de este evento sería catastr!fica. (or otra parte si se considera la hip!tesis de que la presi!n de la atm!sfera sea superior a la del chorro tendrá lugar entonces una contracci!n del chorro de acuerdo con la teoría del flujo isoentr!pico y un incremento de velocidad esto produciría una disminuci!n posterior en la presi!n del chorro agravando de nuevo la situaci!n. $ualquiera de estas dos suposiciones conlleva a una inestabilidad en el flujo del chorro. (uesto que se sabe que el chorro subs!nico libre es estable se puede concluir que la presi!n del chorro es igual a la presi!n que lo rodea. &in embargo si el chorro emerge supers!nicamente la presi!n de salida no necesita ser igual a la presi!n de los alrededores. (uede ajustarse la presi!n de salida a la presi!n e'terior mediante una sucesi!n de ondas de choque y e'pansiones oblicuas para el caso bidimensional o de ondas c!nicas similares en el caso simétrico tridimensional.
$)*&+,E-"$+)*E& E*E-"%E& %os orificios intervienen en el dise/o de muchas estructuras hidráulicas y para la medida o aforo de los fluidos que escurren. )rificio es cualquier abertura que tiene un perímetro cerrado y que se hace en un muro o divisi!n. &us formas son muy variadas aunque los más empleados son los circulares y rectangulares.
&e considera un orificio de pared delgada a aquel en donde una placa o pared de espesor peque/o medible ha sido taladrada por un agujero y se ha producido una arista aguda bien definida en la superficie interior de la placa. El gasto de la descarga de un orificio depende de la naturaleza de sus aristas u orillas y con el objeto de comparar el funcionamiento de los orificios que tienen diferentes diámetros es necesario que estas aristas estén formadas similarmente.
figura 0
figura 1
OBJETIVOS
Objetivos generales: 0. (asar de la teoría a la práctica el comportamiento de un fluido respecto a un orificio. 1. ,eterminar el gasto que fluye a través de un orificio y su coeficiente de descarga. Objetivos Específicos: 0. ,eterminar las características geométricas y tipo de orificio. 1. enerar un flujo de agua a través de un orificio y variar el caudal en distintas ocasiones. 2. ,eterminar los coeficientes de descarga velocidad y contracci!n correspondientes para cada uno de los caudales. 3. $alcular el caudal real con cada uno de los coeficientes determinados. 4. $omparar el caudal real obtenido volumétricamente contra el caudal calculado con los coeficientes determinados. EQUIPO
0. 5aquina con orificio.678,-"U%+$& 9E*$7:
1. cron!metro "p; <.<0 seg
2. %imnímetro "= <.<0m
MATERIALES
0. >luido 6agua:. PROCEDIMIENTO
0. 5edir el diámetro del orificio a utilizar. 1. (render la bomba del equipo. 2. -egular un determinado caudal y esperar un cierto tiempo que se estabilice el 3. 4. ?. A.
caudal en el orificio. "forar el caudal que pasa a través del orificio. 5edir el diámetro contraído de la vena liquida. 5edir el desplazamiento de la vena liquida en el sentido @ e 8. -epetir desde el literal 3 para ? caudales diferentes.
TABLAS Y DATOS
Tiempo s 0?A 044 04A
Volumen ml C4 D4 D?
Caudal cm2Bs 4?DC 43D3 43AA
$oordenadas ,e ,os (untos En El $audal. X 0 =10
Y 0=50
X F = 20
Y 0=34
Tiempo ,e 9ajada ,e 24< " 14< AD.C3seg ⇒
rea +nterior 02.? @ 1DA;2C<21 cm
2
F ,iámetro ,el )rificio
CÁLCULOS TIPICOS
CALCULO DE COE!C!E"TE DE VCELOC!DAD
∅=0.5 cm
V r = x
√
V T =287.06 cm / seg
g 2 y
V r =C v∗V T V r =10
√(
981
2 1.6
) C v =
V r V T
V r =175.089 cm / seg V T =√ 2 gH V T =√ 2 ( 981 ) ( 42)
C v =
175.089 287.06
C v =0.61
CALCULO DE COE!C!E"TE DE ACO#TA$!E"TO C d=C c∗C v
C c =
C c =
C d C v
0.604 0.61
C c =0.99
CALCULO DE COE!C!E"TE DE DE%CA#&A Q r= V r∗ A r
2
A r =
π Ø 4
2
Q r= 175.089
π ( 0.5 ) 4
3
Q r= 34.38 cm / seg
Debido a la fluctuaci'n constante del caudal se decidi' anali(ar cada caudal individualmente para ver cual se apro)ima m*s para obtener el coeficiente de descarga ideal+ C d=
Qr Qt
%i C d 1=
3
Qt 1=56.89 cm / seg
34.38 56.89
C d 1=0.604
3
Qt 2=54.84 cm / seg
%i C d 2=
34.38 54.84
C d 2=0.627
3
Qt 3=54.77 cm / seg
%i C d 3=
34.38 54.77
C d 3=0.628 C d 1 ≈ C d = 0.60 ⇒ C d=0.604
3
Entonces el gasto real seria de Qr= 34.38 cm / seg
( ) = ( At Ao
2
Δ t
2g
√ n 1− √ n 2 )
"t; 2C<.21 cm 1 "o ; G 6<.4:1B3 ; <.0C?2 cm 1 2
Δ t =
(
390.32 0.1963
(
2 9.81
)
)(
√ 35−√ 25 )
Ht; D1.14 s I tiempo tomado ; AD.C3 s eJ ;
X − Xo ( 100 ) X
82.25
eJ ;
−78.94
82.25
( 100 )
e,- .+/0 , -1 El error es de .+/0 , 2ACE3TA4LE5
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES: •
Los co!ici"#s o$#"idos !uro" sa#is!ac#orios %or lo &u 'u$o u" (ar)"
•
%&u*o d rror s %odr+a ad,udicar s#o a la !al#a d -%ri"cia. Los rsul#ados arro,ados co"!ir(a" la /racidad d los á$acos " /is#a d
•
&u #a($i0" !uro" co"c$idos -%ri("#al("#. &e obtuvieron los coeficientes de un fluido ideal debido a que se trabaj! con
•
agua uno de los fluidos que cumple con el perfil de fluido ideal. El gasto real fue asombrosamente el esperado segKn los caldulos y toma de datos.
#ECO$E"DAC!O"E% •
Tener cuidado al registrar datos en vista de que la naturaleza del caudal es
•
difícil de mantener constante. Tomar una considerable cantidad de datos 4 mínimos sería factible para tener
•
un cálculo más ideal. En la vida laboral se recomienda aplicar el método donde se observe lo más uniforme y estable posible el caudal para tener valores más apegados a la
•
realidad. -ecordar esperar a que se normalice el flujo de agua ya que si se toma de manera apresurada abría un gran rango de error.
