Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Civil Ingeniería Marítima y Portuaria
Mecánica de Fluidos Laboratorio No.9 “Fuerza Ejercida Sobre un Alabe”
Integrantes:
Centellas, Ricardo Escobar, Celina
8-906-2282 8-900-1178
Grupo: 11L-131 Grupo C – C – viernes viernes
Profesor de laboratorio: Danna Villarreal
Profesor de teoría: Riomar Espinosa
Fecha de entrega 21-06-2017
Introducción
Las fuerzas ejercidas por los fluidos en movimiento conducen al diseño de bombas, turbinas, aviones, cohetes, hélices, barcos, etc. Las turbinas son dispositivos que producen energía a partir de un fluido que pasa por ella, están constituidos por un conjunto de alabes ajustados al eje de la turbina recibiendo el nombre de rodete o rotor. Para una turbina de impulso o de reacción no existe aceleración del fluido respecto al álabe, es decir, trabaja a velocidad constante. En general, la energía del fluido que se transmite a los álabes (o rotor) es convertida en energía mecánica y esta a su vez puede ser transformada en energía eléctrica, como sucede en las plantas hidroeléctricas.
o
Objetivo General
Estudiar el procedimiento experimental para medir la fuerza de impacto de un chorro sobre una placa fija. o
Objetivo Especifico
Comparar la fuerza de impacto, teórica y experimental de un chorro sobre una placa plana y sobre una placa semiesférica
o
Materiales - Banco hidráulico - Cronometro - Probeta - Calculadora
1
Marco Teórico
El flujo a través de una turbo máquina puede ser: axial, radial o mixto. La máquina de flujo axial maneja grandes gastos, con alto rendimiento. Para una turbina de impulso o de reacción no existe aceleración del fluido respecto al álabe, es decir, trabaja a velocidad constante. Principio de la Cantidad de Movimiento Las fuerzas ejercidas por los fluidos en movimiento conducen al diseño de bombas, turbinas, aviones, cohetes, hélices, barcos, etc.
Esta ecuación establece las sumas de las fuerzas (superficie y masicas) que actúan sobre un volumen de control no acelerado, es igual a la relación de cambio de momento dentro del volumen, más la relación neta de flujo de momento que sale a través de la superficie de control.
Fórmulas
o
= (1) =
= =
(1)
= 6.5 = 1000 ⁄ = 96.5 = 490
= 4
2
Procedimiento
1. Colocar un alabe de la tres otorgada para la realización del laboratorio en el instrumento 2. Llevar el medidor a nivel con el indicador 3. Colocar pesas de diferentes masas 4. Encender el banco hidráulico y regular el caudal hasta que el indicador y el nivel este a igual altura de nuevo 5. Con la probeta calcular el volumen que sale del instrumento en un determinado tiempo 6. Calcular el caudal 7. Repetir el paso 5 y 6 hasta obtener como mínimo tres caudales iguales o muy parecido.
3
Cálculos y Resultados
%
90 120 180
42.03 N 3.404 N 9.6821 N
28.55 N 6.700 N 6.7002 N
47.22% 49.194% 44.50%
TIEMPO (s) 1.29 0.98 1.03
VOLUMEN mL 524 395 405
5.24x10^-4 3.95x10^-4 4.05x10^-4
Q(m^3/s) 4.062x10^-4 4.031x10^-4 3.932x10^-4
4.06210− + 4.03110− + 3.93210− 4.00810− = = 3 = = 3.318310− 4 (4.00810− ) = (1) = (1000 ∗ ∗ (1 180) = 9.6821 3.318310−
=
2 ∗ 96.5 + 490 ∗ 9.81 = 6.70023 1000
% =
6.7002 9.6821 ∗ 100 = 44.50% 6.7002
4
o
Imágenes
5
Conclusiones
El porcentaje de error nos dio alto posiblemente a la forma de obtener el volumen ya que el instrumento utilizado posee dos orificios por donde sale el agua y se dificulta tomar las correctas lecturas en el debido tiempo. Al poner más pesas, el caudal debe ser mayor para poder que la fuerza ejercida por este pueda levantar el medidor y llevarlo al nivel. Al cambiar el alabe donde el caudal de agua chocaba se tenía que aumentar o disminuir de acuerdo a la forma de este, aunque se utilizaran la misma masa para los tres experimentos.
6
Recomendaciones
Utilizar probetas buenas
Cambiar la forma de obtener el volumen para calcular el caudal
Uso de cronometro o un temporizador
7
