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Empuje y Flotacion
impacto de un chorro practica 8
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LABORATORIO 2 – HIDRÁULICA I Orificios
Presentado por: Ascencio Silva Jonathan Ricardo - 200820118 Montero Fiallo Joan Sebastian - 200821474 Numpaque Otálora Luis Alejandro - 200820031
Presentado a: Ing. Edisson Ramiro Cepeda. Monitora: Ana Cristina Moreno Becerra
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Empuje y Flotacion
impacto de un chorro practica 8
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ORIFICIOS Sheet Music
1. INTRODUCCION.
En este segundo acercamiento en el área de hidráulica I, se lograra identifica experimentalmente elcomportamiento de aspectos como caudal y velocidad a pa
del conocimiento de parámetros como son masa, tiempo, y alturas; se hallaran lo
valores como coeficientes de descarga, velocidad, contracción, áreas, tiempo entr
otros valores los cuales nos permite analizar el procedimiento de los fluidos en est tipo de aparatos de medición.
La práctica de orificios de descarga libre permitirá ver como varía el caudal de acuerd
a la carga o cabeza que tiene el tanque, en el siguiente informe secalcula el caudal qu
sale por el orificio de descarga vertical de acuerdo con la altura del tanque y otro parámetros.
En la práctica se logran emplear diferentes ecuaciones, que es de vital importanc
tener claras desde la clase vista teóricamente, pues estos ejercicios vistos en clase so los propuestos en una vida profesional. You're Reading a Preview
2. OBJETIVOS.
OBJETIVO GENERAL
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Determinar el caudal del orificio de descarga vertical en forma experimental por med de los diferentes equipos empleados en esta práctica.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
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Usefuly contracción Not usefulen orificios d Determinar los coeficientes de velocidad, descarga descarga vertical.
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3. MARCO TEORICO. Sheet Music
ORIFICIO
Orificio es toda abertura realizada o existente en un depósito, por debajo del nive
superior del líquido, ya sea en la pared lateral o en el fondo. Para hacer un
clasificación de los orificios se pueden tener en cuenta algunas característica importantes de los mismos, como, orificios en pared delgada según el espesor de
pared, Orificios en pared gruesa, el espesor de la pared, para los primeros, tiene qu
ser menor que la mitad de la mínima dimensión del orificio, no debiendo exceder s espesor de 4 a 5 cm.
Cuando practicamos una abertura e un depósito que contiene un fluido,
velocidad de salida del mismo s
incrementa con la profundidad a la cu
se realiza el orificio, y en base tambié
al nivel en que se encuentra el líquid
que la fuerza no equilibrada qu You're Reading apuesto Preview afecta al movimiento es la gravedad.
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Puesto que se destruye la presión en la pared existente en el punto do
encuentra la abertura y la presión de líquido interior la empuja directamente h orificio, entonces el nivel del líquido una altura h en un tiempo t, luego escapado un cierto volumen del recipiente. La velocidad de flujo a cualquier profundidadSign h es a la velocidad upequivalente to vote on this title
adquiere por la caída libre desde la misma relación Useful Esta useful fue trata altura. Not Torricelli.
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Empuje y Flotacion
impacto de un chorro practica 8
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En la ecuación anterior, las presiones en 1 y 2 son iguales (P atm) y suponiendo A la velocidad es nula, la ecuación se reduce a:
Tanto el área de salida del líquidoAo, como la velocidad de salida V2 y el
valores ideales, ya que en la práctica son menores por diferentes causas, c contracción en la línea de corriente, las pérdidas de energía por fricción, etc.
ORIFICIOS DE DESCARGA
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Equipo de descarga. Sign up to vote on this title
useful Useful Notcerrado Son perforaciones de forma regular, conocida y perímetro que se c
debajo del agua en depósitos, almacenamientos, tanques y tuberías. Estos perm
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impacto de un chorro practica 8
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nivel del agua en el recipiente permanece constante por efecto de la entrada gasto idéntico al que sale; o bien porque posea un volumen muy grande.
Además, el único contacto entre el liquido y la pared de ser alrededor de una
afilada; esto es, el orificio es de pared delgada. Las particulares liquidas proximidad del orificio se mueve aproximadamente en dirección al centro del
de modo que, por efecto de su inercia, la deflexión brusca que sufren produ
contracción del chorro. A esta sección se le llama contraída y tiene partículas q prácticamente uniformes y con un valor medio V.
You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
COEFICIENTE DE VELOCIDAAD, CONTRACCION Y GASTO, EN ORIFICIO DE Download With Free Trial DELGADA
Los coeficientes de velocidad, contracción y gasto, en un orificio, son básica
experimentales. Sin embargo, en teoría es posible encontrar la magnit
coeficiente de gasto para un orificio circular a partir de la ecuación de la canti
movimiento aplicada de la cantidad del movimiento aplicada sobre un volum
control limitado por la frontera del chorro en contacto con el aire, la sección co
Sign up to votede on this titleigual al del y, dentro del recipiente, por una superficie semiesférica radia
Usefulde radio NotR,useful Para hacer lo anterior, se designa como V1 la esfera trazada cuya di
es radial al centro de la semiesfera.
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paralela al eje del orificio de las velocidades V1, sobre la superficie de la sem
vale V1 cos ᶿ; es decir, que la variación es según una ley cosenoidal. De este m media de las componentes de velocidad, sobre la superficie semiesférica, se por la igualación del volumen del cilindro superficie de ley cosenoidal; o sea
con el volumen encerrad
∬ y, con ( ) ; Entonces
( )∫ Integración conduce al resultado siguiente:
}() ( ) { Finalmente, se tiene que You're Reading a Preview
Unlock full access with a free trial. .
Download Free Trialᵦ que interviene en la ecuació Por lo tanto, es posible evaluar los With coeficientes
cantidad de movimiento. Por una parte, el coeficiente ᵦ para la sección contra
1, pues se supone que la distribución de la velocidad coincide con la medi
embargo, el coeficiente ᵦ para la semiesfera tiene un valor distinto de 1 y res
∬ y como se muestra en la siguiente figura:
además
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4. EQUIPOS. ORIFICIO VERTICAL Banco Hidráulico. Equipo de orificio vertical. Pesas. Cronometro. Tubo de pitot.
5. PROCEDIMIENTO
ORIFICIO CON DESCARGA VERTICAL
Llene el tanque con agua hasta que se presente una altura consider comprobar quelo descargo se estabilice, es decir hasta cuando el cho uniforme. Con pequeños golpes y movimientos del tubo de alimentación del s procurareliminar la mayor parte de las burbujas de aire atrapado en la e You're Preview disipadora, estocon el finReading de queaestas burbujas no se nos introduzcan piezómetros y no alteren lasmediciones. Unlock full access with a free trial. Verificar que los conductos de alimentación y de rebose no pre filtracionesexcesivas. Download With Free Trial Tomar la altura que registra el piezómetro conectado a la base del sistem Se ubica el tubo pitot por debajo del chorro, ayudándose de la placa de enposición vertical, esta placa nos permite mantener el pitot a una altur que seconsidera está la formación de la vena contracta; si ubicamos el p el centro exactodel chorro y a esta altura podemos obtener una altur piezómetro conectado a este.Registramos esta altura. Medimos el diámetro del chorro en la vena contracta, de !a siguiente for y regis a. Ubicamos el tornillo micrométrico Sign en un extremo deltitle chorro up to vote on this lalectura de este. Useful Not useful b. Recorremos el chorro procurando pasar por el centro de este, y cua llegue alotro extremo registramos la lectura del tornillo micromét
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6. CALCULOS Y RESULTADOS. ORIFICIOS DESCARGA VERTICAL Hc CAUDAL Ho Lp inicial (m^3/s) (mm) (mm) (mm)
No.
MASA (kg)
T(s)
Lp final (mm)
1
1,5
155
116
114
39
28,5
2
2
201
141
140
39
28
3
2,5
211
153,5
152
39,5
28
4
3
207
179
177
40
27,5
5
3,5
159
220
219
41
27
6
4
222
200
196
40
27
tabla 1 Nº
Masa (Kg)
Tiemp o (s)
Caudal (m3/s)
Ho (mm)
Hc (mm)
Lpitot inicial (mm)
Lpitot Final (mm)
Lfin - Lini Diametro de Contracción
V. Teórica (m/s)
V. Real (m/s)
1 2 3 4 5 6
1,5 2 2,5 3 3,5 4
115 121 131 127 119 142
3,91304E-05 4,95868E-05 5,72519E-05 7,08661E-05 8,82353E-05 8,4507E-05
116 141 153,5 179 220 200
114 140 152 177 219 196
39 39 39,5 40 41 40
28,5 28 28 27,5 27 27
10,5 11 11,5 12,5 14 13
1,5083077 1,6629167 1,7350625 1,8736456 2,0771712 1,980505
1,495248474 1,657009354 1,726564218 1,863148947 2,072444933 1,960599908
tabla 2
You're Reading a Preview CAUDAL REAL
CAUDAL TEORICO
0,000129474
0,000200201
Unlock (m3/s) full access with a free trial. (m3/s)
0,000157471 0,000220723 Download With Free Trial 0,000179336
0,000230299
0,000228643
0,000248693
0,000319028
0,000275708
0,000260235
0,000262877
tabla 3 Coeficiente de Velocidad (Cv)
Coeficiente de Contracción (Cc)
Coeficiente de Descarga (Cd)
0,991341828
0,652366864
0,64671856
0,996447591
0,715976331
0,3376389 0,340 Sign up to vote on this title 0,713432891 0,3741657 0,375
0,995102011
0,782544379
Useful Not 0,3898718 useful 0,778711485
0,391
0,994397715
0,924556213
0,919376586
0,4207137
0,423
0,997724684
1,159763314
1,157124486
0,4679744
0,469
Hc1/2
Ho1
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Empuje y Flotacion
impacto de un chorro practica 8
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GRAFICAS
Cd vs Cc 1.4 1.2 1
Cd
0.8
y = 0,9982x - 0,0034
0.6 0.4 0.2 0 0
0.5
1
1.5
Cc
FIGURA 1 You're Reading a Preview
0.48
Unlock full access with a free trial.
0.46 0.44
) 5 . 0.42 0 ( 0.4 ^ ) 0.38 c 0.36 H (
Download With Free Trial
y = 0.9998x + 0.0024
0.34 0.32 0.3 0.3
0.35
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Useful
(Ho)^(0.5)
0.45
Not useful
0.5
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0.00035 y = 0.0015x - 0.0004 0.0003 0.00025
r Q
0.0002
0.00015 0.0001 0.3
0.35
0.4
0.45
0
(Ho) ^(0.5) FIGURA 3
Cd vs Re 1.2 1.1 1 d C
0.9
You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
Download With Free Trial
0.8 y = 0.0001x - 0.7272
0.7 0.6 10000
12000
14000
16000
18000
20000
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FIGURA 4Useful Not useful 7. ANLAISIS DE RESULTADOS.
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Empuje y Flotacion
impacto de un chorro practica 8
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cargas del pitot y sobre el orificio, esto nos lleva a concluir que hubo u
al tomar estos datos, error no solo en la medición, sino en fallas del s
puesto que el día de la practica el quipo presento fallas en el moment calibración.
Otro aspecto que demuestra inconsistencias en los coeficientes es el á
chorro, el cual llama la atención sobre todo en el caudal numero 5
evidenciamos que el caudal del chorro es mayor que el caudal del orific
dato demuestra consistentemente un error de precisión al tomar el d del chorro, pues de otro modo el área del chorro seria menor que transversal del orificio, trayendo consigo coeficientes menores determinamos a fin de cuentas que hubo imprecisión en la toma de
partir del caudal 5 hasta el numero 10 pues en estos datos el diáme chorro es mayor que el diámetro del orificio.
De la gráfica Qr vs (H)1/2 y la deducción matemática realizada para h coeficiente de descarga se observa de nuevo que este coeficiente es
que indica de nuevo que las pérdidas son nulas y el área del ch You're Preview prácticamente el área delReading orificio,asin embargo estos datos vuelven a de la inconsistencia Unlock en los mismos. De trial. la misma grafica se deduce full access with a free
proporcionalidad que hay entre el caudal y la carga de medición de Download With Free permite que conforme aumenta el Trial caudal sobre dicho orificio así
aumente el coeficiente lo que nos hace pensar que al aumentar el
disminuyen las perdidas, esta deducción en otro contexto puede llega errónea.
-
Teniendo en cuenta que el coeficiente de descarga se aproxima a uno Sign up to vote on this title
coeficientes de descarga hallados con el cociente de caudales y con el pr
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de los coeficientes de velocidad y de contracción son diferentes e
puede decir que el procedimiento más acertado para hallar el Cd es el p
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Empuje y Flotacion
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asemeja más al caudal teórico aun en los caudales donde al parecer se correctamente el diámetro del chorro, es decir caudales 1 al 5.
-
La grafica que relaciona las cargas indica un coeficiente de velocidad p
puesto que el pitot midió la velocidad en chorro y conforme aumen
carga sobre el orificio aumenta la velocidad, se puede decir que los coe
de velocidad determinados son muy precisos. Estas consistencias en la
no se aprecian en la grafica Cd vs Re ya que se supone que para el t
orificio y el flujo laminar que trabajábamos el aumento del coeficiente d lineal, corroborando las inconsistencias a partir del caudal numero 5.
DESARROLLO DE PREGUNTAS
1 Comprobar la relación Cd= Cv*Cc.
La relación Cd= Cv*Cc se encuentra en la (FIGURA 1) en la cual e comportamiento lineal entre estas. You're Reading a Preview
2 Graficar (
) () y mediante regresión determinar el valor de la pend Unlock full access with a free trial.
cual corresponde al coeficiente de velocidad. Download With Free Trial Representado en (FIGURA 2), por la regresion se obtiene que Cv=0,9998
3 Determinar el coeficiente de contracción Cc que corresponde a la relación e área promedio de la vena contracta y el área del orificio.
La relación Cc se encuentra en la en la tabla 4.
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4 Estudiar la relación Cd vs H. Para esto grafique los valores de QEXP v
determine la expresión matemática correspondiente y por consiguiente el va coeficiente Cd.
la relación de Qexp vs H1/2 se encuentra en la (FIGURA 4) en la regresión se ob valor de (
= 0.0015 = √ √
del cual se despeja cd
√ ( ) √
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Unlock full access with a free trial.
Download With Free Trial √
el coeficiente de descarga Cd 5 Para cada una de las lecturas de Ho determinar Sign up to vote on this title
relación entre:
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El valor de Cd para cada uno de los Ho se encuentra en la Tabla 4 en la
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CONCLUISONES
A pesar de los errores hubo datos obtenidos que llegaron a ser satis
ya que cumplen con lo condicionado, no sobrepasan la unidad, estos res se aproximan a las condiciones ideales.
Se hallaron satisfactoriamente los coeficientes de descarga por orificios.
Se pudieron presentar errores humanos en la medición del tiempo, así c la lectura de alturas.
Se demostró que a partir de las medidas del tubo pitot se pueden dete diferentes relaciones hidráulicas en las descargas por un orificio.
Cabe mencionar que no se realizo ningún tipo de procedimiento para o You'redebido Reading a Preview de descarga horizontal, a que el equipo no e staba disponible. Unlock full access with a free trial.
Durante el desarrollo del experimento se analizaron diferentes métod Download With Free Trial calcular el coeficiente de descarga, y por consiguiente diversas vía determinar la descarga real, esto es de suma importancia si témenos
que los coeficientes determinados fueron aproximados lo que indica qu
momento dado cualquier camino o metodología que se desarroll
establecer los coeficientes y el flujo será acertado y bien fundamentado
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Mecanica de Fluidos e Hidraulica. Ronald V. Giles. Schaum Mcgraw Hil Mecanica de Fluidos .Streeter, Wylie y Bedford. 9ª Edicion
http://es.scribd.com/doc/44716946/INFORME-N%C2%B04-Descarga-por-Orific
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