MECANICA DE FLUIDOS INFORME DE LABORATORIO: EMPUJE Y FLOTACIÓN
INTEGRANTES: KARENT DAYANA AGUILAR BOTIA COD: 201311673 JOHN FREDY GAMBA MOLINA COD: 201310101
PRESENTADO A: ING. ALEJANDRO DIA
UNI!ERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIER"A TUNJA 201#
T$%&$ '( )*+,(+-'* INTRODUCCIÓN.......................................................................................................3 OBJETI!OS............................................................................................................... MARCO TEORICO....................................................................................................# MATERIALES Y E/UIPOS........................................................................................7 1. B$+)* '( (%$................................................................................................7 2. U+$ &$)$ (4-)-)&$.......................................................................................7 3. U+$ &$)$ &$+$..................................................................................................7 . J(5* '( ($..................................................................................................7 #. U+ )*+*4(,*....................................................................................................7 PROCEDIMIENTO..................................................................................................... DATOS....................................................................................................................... RESULTADOS.........................................................................................................10 EJEMPLOS DE CALCULOS...................................................................................11 ALABE PLANO.....................................................................................................11 ALABE HEMISFERICO........................................................................................12 PREGUNTAS...........................................................................................................1 RE!ISIÓN DE LITERATURA..................................................................................1# GRAFICOS..............................................................................................................17 ALABE PLANO.....................................................................................................17 CONCLUSIONES....................................................................................................1
INTRODUCCIÓN D(+,* '(& (,'-* '(& 8&9* '( 8&-'* (+)*+,$4* (& -4$),* '( + )** *%( +$ (8-)-(; %$( -+)-$& $$ (& '($*&&* '( &$ ,(*<$ '( ,%*4$=-+$. E 4('-$+,( &$ ,%*4$=-+$; =( ( ($&->$ &$ ($&->$)-?+ '( + ,$%$9* $ $,- '( &$ (+(5<$ =( ,$( + 8&-'*; )*4* ,$4%-@+ &$ $&-)$)-?+ '( + ,$%$9* $ + 8&-'*; $$ $5(5$&( +$ (+(5<$ 4$*. E+ (& -5-(+,( -+8*4( ( ($&->$$ (& (,'-* '( '* -,$)-*+( (+)-&&$; (* =( '$+ +$ -'($ '( )?4* &$ (+(5<$ =( ('( ,$( + 8&-'* ('( ( $*()$'$ $$ ($&->$ + ,$%$9* )$&=-($; $'(4 '( ,(+( *,* )-,(-* )*4* &$ (8-)-(+)-$. P* (&&* +* (+8*)$(4* (+ '(,(4-+$ &$ 8(>$ '( ($))-?+ =( ( 5(+($ * + -4$),* '( )** $ +$ (8-)-(; ($ &$+$ * (4-)-)&$.
OBJETI!OS •
• •
D(,(4-+$ &$ 4$5+-,' '( &$ 8(>$ '( -4$),* '( + )** '( $5$ $& $&- * + *-8-)-* )*)$ )*+ + $&$%( '( '-8((+,( 8*4$: &$+*; (4-8@-)*; )*$ )?+-)$. C$&)&$ (&*)-'$' '(& )** $ &$ $&-'$ '( &$ %*=-&&$. A+$&->$ &$ (&$)-?+ (-,(+,( (+,( &$ 8(>$ *%( (& $&$%( &$ )$+,-'$' '( (+(5<$ (+,(5$'$ $ (,(.
MARCO TEORICO PRINCIPIO DE LA CANTIDAD DE MO!IMIENTO L$ 8(>$ (9()-'$ * &* 8&-'* (+ 4*-4-(+,* )*+')(+ $& '-(* '( %*4%$; ,%-+$; $-*+(; )*(,(; @&-)(; %$)*; (,).; * &* )$&; &$ ()$)-?+ 8+'$4(+,$& '(&$ (+(5<$ +* ( 8-)-(+,( $$ (*&( ,*'* &* *%&(4$ =( ( ((+,$+ * &* ,$+,* ( +()(-,$ (& $-&-* '(& -+)--* '( &$ )$+,-'$' '( 4*-4-(+,*. E)$)-?+ '( 4*4(+,* $$ + *&4(+ '( )*+,*&:
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
$ F /2 A % F 32/2 A ) F 2/ 2 A
MATERIALES Y E/UIPOS 1. B$+)* '( (%$ E,$)-?+ '( ,$%$9* * 4('-* ( ($&->$ ( ($&->$ (& ((-4(+,*; $'(4 '( -4$),$ &$ &$)$ ( ($&->$ &$ 4('-)-?+ '(& )$'$& ($&. 2. U+$ &$)$ (4-)-)&$ S( ,-&->$ (+ &$ (5+'$ $,( '(& -4$),$'$ (& )**.
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
DATOS
N*. 1 2 3 # 6 7 10
ALABE PLANO D-,$+)-$ 44 M$$ 5 1;# 1 2 1 2;# 2 3 27 3;# 31 36 ;# 2 # #;# 3 6
T-(4* (5 #;0 ##;3 #;0 6;71 ;61 ;07 ;7 ;63 #6;# #6;2
N*. 1 2 3 # 6 7 10
ALABE HEMISFERICO D-,$+)-$ 44 M$$ 5 1;# 1;# 2 26 2;# 3# 3 3;# # 6 ;# 7# # 1 #;# # 6
T-(4* (5 60;062 #2;2 ; ;26 7;7 7; #1;6 #0;2 #3;32 #6;37
CONSTANTES: M$$: 6005 D-$4(,* '( )**: 1044 D-,$+)-$ $& )(+,*-'(: 1#044 D-,$+)-$ '( &$ $&-'$ '(& )** $ '*+'( ( *')( (& 5*&( '-4(,* '(& $&$%(: 3#44
RESULTADOS ALABE PLANO N*. 1 2 3 # 6 7 10
N*. 1 2 3 # 6 7 10
D-,$+)-$ 44 1 1 2 27 31 36 2 3
D-,$+)-$ 44 1;# 26 3# # 6 7# 1 #
M$$ 5 1;# 2 2;# 3 3;# ;# # #;# 6
T-(4* (5 #;0 ##;3 #;0 6;71 ;61 ;07 ;7 ;63 #6;# #6;2
! 4 1;2#1 1;37 2;0# 2;#3 2;7 3;17 3;#23 3; 3;716 ;06
!* 4 0;37 1;101 1;13 2;30 2;0 3;06 3;2 3;7# 3;622 3;
/4!* N 0;02 0;11 0;313 0;# 0;67 0;766 0;7 1;136 1;0#7 1;27
ALABE HEMISFQRICO M$$ T-(4* ! 4 !* 4 /4!* 5 (5 N 1;# 60;062 0;# 0;72 0;03# 2 #2;2 1; 1;12 0;13 2;# ; 1;12 1;723 0;2# 3 ;26 2;326 2;17 0;37 3;# 7;7 2;77 2;661 0;#2 7; 3;1 3;07# 0;76 ;# #1;6 3;326 3;221 0;1 # #0;2 3;7 3;66 1;100 #;# #3;32 3;0 3;#2 1;12 6 #6;37 ;066 3;0 1;271
F N 0;07 0;02 0;106 0;11 0;1# 0;12 0;212 0;27 0;22 0;223
F N 0;07 0;0# 0;1#3 0;206 0;22 0;3# 0;06 0;1 0;76 0;
EJEMPLOS DE CALCULOS ALABE PLANO 1. H$&&$4* &$ (&*)-'$' '( $&-'$ '( )** (+ &$ %*=-&&$: V =
Qm ρ A
P$$ (& N* 10 T(+(4*: Qm=
3m
t Qm=
3 ( 6 kg ) 56,42 seg
Qm= 0,319 kg / seg
A = π ∗(
Dchorro 2
A = π ∗(
A 7;#
0,01 2
)
2
)
−5
10
2
2
m
ρ=1000 kg / m
3
E+,*+)(; V =
0,319 kg / seg
(
1000
kg m
3
)
∗(7,85 x 10−5 m2 )
V = 4,064 m / s
2. A*$ )$&)&$4* !*
Vo= √ V −0,687 2
E+,*+)(; Vo=
√
m s
2
(4,064 ) −0,687
Vo= 3,98 m / s
3. E+)*+,$4* /4!* Qm= 0,319 kg / seg Vo= 3,98 m / s
E+,*+)(; 0,319 kg / seg∗¿
3,98 m / s
1;27 N
. F-+$&4(+,( $&&$4* &$ F(>$. F M$$ ),( 5$('$' D-,$+)-$ 2 F 0;65 ; 4 s 0;034 F 0;223 N ALABE HEMISFERICO 1. H$&&$4* &$ (&*)-'$' '( $&-'$ '( )** (+ &$ %*=-&&$: V =
Qm ρ A
P$$ (& N* 10 T(+(4*: Qm=
3m
t
Qm=
3 ( 6 kg ) 56,37 seg
Qm= 0,319 kg / seg
E+,*+)(; V =
0,319 kg / seg
(
1000
kg m
3
)∗(
−5
7,85 x 10
V = 4,064 m / s
2. A*$ )$&)&$4* !* Vo= √ V −0,687 2
E+,*+)(; Vo=
√
m (4,064 ) s
2
−0,687
Vo= 3,98 m / s
3. E+)*+,$4* /4!* Qm= 0,319 kg / seg Vo= 3,98 m / s
E+,*+)(;
2
m
)
0,319 kg / seg∗¿
3,98 m / s
1;27 N
. F-+$&4(+,( $&&$4* &$ F(>$. F M$$ ),( 5$('$' D-,$+)-$ 2 F 0;65 ; 4 s 0;0#4 F 0; N
PREGUNTAS 1. /@ 5((+)-$ ,-(+( $$ 4(9*$ &$ ),-)$
R((,$: R($&->$ $9,( (+ (& -,(4$ '( '($5( '(& %$+)* '( (%$. E,* ( '(,(4-+$+,( $$ *%,(+( $&*( '( )$'$& )(<%&(. T(+( + -,(4$ '( )*4*%$)-?+ '( %$&$+)( '( 8(>$ 4)* 4 )*4&(,*. T(+( 4 ()--?+ $& $$ ( -+-)-$ (& )*+*4(,* (+ (& 4*4(+,* 9,*. •
•
•
2. S- (& ((-4(+,* ( ($&->$$ )*+ + )*+* '( 60. C?4* )(( ,(' =( (<$+ &* (&,$'* (((+,$'* (+ &$ 58-)$ $+,(-*( R((,$: S- (& ((-4(+,* ( ($&->$$ )*+ + )*+* 4$* (+ (,( )$* '( 60 &* '$,* (&$)-*+$'* )*+ &$ 58-)$ $4(+,$<$+ )*4* *'(4* *%($ (+ &$ 58-)$ N1 5$8-)$ N2V (+ (,$ *%($4* (& $4(+,* '( &$ 8(>$ (+ )$'$ +,* '(& )$'$&. 3. S- (& $&$%( (,-($ *4(,-'* $ + '(&$>$4-(+,* )*+ +$ (&*)-'$' )*+,$+,(; * (9(4&* (+ +$ ,%-+$ * ('$ P(&,*+V )*4* )(( =( (<$ &$ )*4*+(+,( '( &$ 8(>$ (&,$+,( =( **+( (& $&$%( &$ (&*)-'$' '( $&-'$ '(& )** $ -4$),$'*. R((,$: S- (& $&$%( (,-($ *4(,-'* $ + '(&$>$4-(+,* )*+ +$ (&*)-'$' )*+,$+,(; &$ 8(>$ -<$ (+ $4(+,*; (* (+ + $4(+,* 4(+* '(& =( *%,-4* (+ (& ((-4(+,*.
RE!ISIÓ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urbinas de acción. S*+ $=(&&$ (+ &$ =( &$ (+(5<$ '( (-?+ '(&
$5$ ( ,$+8*4$ )*4&(,$4(+,( (+ (+(5<$ )-+@,-)$. T-(+(+ )*4* )$$),(<,-)$ -+)-$& =( (& $5$ ,-(+( &$ 4-4$ (-?+ (+ &$ (+,$'$ &$ $&-'$ '(& *'-&&*. 2. Turbinas de reacción. S*+ &$ ,%-+$ (+ =( *&$4(+,( +$ $,( '(
&$ (+(5<$ '( (-?+ '(& $5$ ( ,$+8*4$ (+ (+(5<$ )-+@,-)$. E+
(,( ,-* '( ,%-+$; (& $5$ ,-(+( +$ (-?+ 4 (=($ (+ &$ $&-'$ =( (+ &$ (+,$'$.
L$ ,%-+$ =( ( ,-&->$+ $),$&4(+,( )*+ 4(9*( (&,$'* *+ &$ ,%-+$ P(&,*+; F$+)- K$&$+. A )*+,-+$)-?+ ( (+4($+ )$$),(<,-)$ ,@)+-)$ $&-)$)-*+( 4 '(,$)$'$: 1. Turbina Pelton. T$4%-@+ ( )*+*)( )*+ (& +*4%( '( ,%-+$ '( (-?+. S*+ $'()$'$ $$ &* $&,* '( 5$+ $&,$ &* )$'$&( (&$,-$4(+,( (=(*. L$ 8*4$ '( -+,$&$)-?+ 4 $%-,$& ( &$ '-*-)-?+ *->*+,$& '(& (9(.
2. Turbina Francis.
E )*+*)-'$ )*4* ,%-+$ '( *%((-?+; *=( &$ (-?+ ( $-$%&( (+ &$ >*+$ '(& *'-&&*. L$ ,%-+$ F$+)- ( ('(+ $ (+ $&,* '( '-8((+,( $&,$ '(+,* '( + $4&-* 4$5(+ '( )$'$&; (* *+ '( (+'-4-(+,* ?,-4* )$+'* ,$%$9$+ (+ + )$'$& (+,( (& 60 (& 100W '(& )$'$& 4-4*. P('(+ ( -+,$&$'$ )*+ (& (9( (+ *-)-?+ *->*+,$& * (+ *-)-?+ (,-)$& (*; (+ 5(+($&; &$ '-*-)-?+ 4 $%-,$& ( &$ '( (9( (,-)$& .
3. Turbina Kaplan.
S*+ ,%-+$ '( $'4--?+ ,*,$& '( ($))-?+. S( $+ (+ $&,* '( (=($ $&,$ )*+ )$'$&( 4('-$+* 5$+'(. N*4$&4(+,( ( -+,$&$+ )*+ (& (9( (+ *-)-?+ (,-)$&; (* ,$4%-@+ ( ('(+ -+,$&$ '( 8*4$ *->*+,$& * -+)&-+$'$.
GRAFICOS ALABE PLANO
F (N) VS Qm*Vo (N) 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0
ALABE HEMISFERICO
F (N) vs Qm*Vo (N) 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
CONCLUSIONES