Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Civil Ingeniería Ambiental
Informe de laboratorio de Mecánica de Fluidos Tema: Semejanza (Parte I) Presentado a: Profesor: Christian Muñoz Realizado por: Kelsyn Barría 4-778-1707 Jessica Caballero 4-776-216 Roil Cubilla 4-775-2359 Cristela Gaitán 4-769-1609 Grupo A Salón 1IB131 Realizado: Martes 7 de Abril del 2015 Fecha de entrega:
Martes 14 de Abril de 2015
OBJETIVO Aprender a usar la técnica de semejanza y modelar, aplicándolo físico sencillo.
EQUIPO Y MATERIALES
Cuerda
Pesa
Cronómetro INTRODUCCIÓN
En este informe de laboratorio mostraremos las semejanzas que pueden tener un modelo y un prototipo así como también su porcentaje de error.
MARCO TEÓRICO En términos de la mecánica de fluidos interesa, por ejemplo, las condiciones que deben ser satisfechas para que los resultados de un fenómeno obtenidos en un laboratorio mediante un modelo a escala sean aplicables a un prototipo a escala real. Dicho de otra manera, cuales son las condiciones a satisfacer para que la función entre los números adimensionales, obtenida para el modelo, sea la misma que para el prototipo. Para que se cumpla la similitud entre un modelo y un prototipo debe existir: Semejanza geométrica: El modelo debe ser una versión a escala lo más detalladamente posible del prototipo. Semejanza cinemática: Dos flujos son cinema ticamente semejantes cuando las velocidades en puntos equivalentes tienen la misma dirección y la razón entre las magnitudes de la velocidad y la aceleración es constante para todo el flujo, es de cir: = constante, = constante. •
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Flujos cinema ticamente semejantes tienes líneas de corriente geométricamente semejantes y como el contorno del cuerpo corresponde a una línea de corriente se desprende que la semejanza cinemática implica necesariamente la semejanza geométrica. Semejanza dinámica: Si la distribución de fuerzas en dos flujos es tal que en puntos correspondientes y para fuerzas del mismo tipo (cortante, presión, etc.) las fuerzas son paralelas y la razón entre sus módulos es constante para todos los puntos equivalentes y para los diversos tipos de fuerzas presentes, se dice que los flujos son dinámicamente semejantes. Por lo tanto, en el caso de semejanza dinámica entre dos flujos existía una relación sencilla y de fácil calculo entre fuerzas correspondientes. Esto es de gran importancia, por ejemplo, para evaluar las fuerzas de arrastre y sustentación, a las que estaría sometido un prototipo, a partir de las determinadas en un modelo a escala en un laboratorio. •
PROCEDIMIENTO
Amar dos péndulos, uno de longitud más corta (éste será el modelo, Lm) otro con longitud más larga (éste prototipo, Lp).
Poner el péndulo modelo a oscilar con un ángulo con respecto a la vertical menor de 15º, tomarle el período (Tm, tiempo que le toma realizar una oscilación completa).
Repetir el paso 2, usando el péndulo prototipo (éste período Tp es el experimental).
En base al Lm, Lp, y Tm, usamos un modelo de Froude para calcule el Tp teórico.
Calcular el porcentaje de error
Ecuaciones:
= ∗ = ∗ () ∗ 1 = ∗ 1 = ∗
Como una forma opcional de verificar los períodos medidos, tenemos la ecuación del período para un péndulo simple (ángulo menor de 15 º).
= 2 ∗ √
CÁLCULOS
RESULTADOS
ó % 1.13 1.52 0.2565 1.08 1.58 0.3164
RECOMENDACIONES
Que el laboratorio tuviese un poco más de espacio y un poco mejor de condición para realizar correctamente los laboratorios. Utilizar otros prototipos en el laboratorio que no sea el péndulo físico.
CONCLUSIONES
Terminado este laboratorio pudimos obtener con un buen resultado las semejanzas que se tienen en un modelo y un prototipo. Los prototipos en fluidos nos ayudan a realizar experimentos de una sencilla, cosa que algunas veces no se logra con el modelo real. Con el prototipo obtenemos valores más pequeños y reducimos el uso de variables. Un prototipo es la representación funcional de una parte o de la totalidad de un producto. Son utilizados para realizar verificaciones de distintas propiedades.
ANEXOS
Longitud del prototipo
Ángulo menor de 15º
Oscilaciones del prototipo BIBLIOGRAFÍA
file:///C:/Users/272654/Downloads/me33a_cap08.pdf
