Tabla de contenido Derechos de autor y marcas registradas ................... ............................... ....................... ................ ..... 1 Visión general ............................ ........................................ .................... ........ 2 Diagramas de equipos .................... .............................. ...................... .................. ...... 3 Informacion de Seguridad Importante............... Importante........................... ....................... .................... ......... 4 Introducción............. Introducción......................... ...................... .................... .............. .... 4 Peligros causados por el agua ..................... ................................ ...................... ............... .... 4 Seguridad ELECTRICA....................... ELECTRICA................................. ...................... ............... ... 5 Descripción ................................................. 6 Visión de conjunto............... conjunto......................... .................... ...................... .............. .. 6 Brazo de equilibrio, suspensión de peso y contrapeso .............................. ......................................... ............. .. 6 Tanque de flotación de acrílico transparente .............................. ......................................... ................ ..... 6 Suministro y drenaje de agua ............................. ........................................ ................. ...... 6 Instalación............. Instalación......................... ...................... ...................... .............. .. 7 Consultivo.............. Consultivo........................ ..................... ....................... .............. .. 7 Instalación del equipo ............................ ........................................ ................... ....... 7 Operación .................... ................................ ...................... ................. ....... 9 Funcionamiento del equipo .................... ................................ ........................ ............... ... 9 Especificaciones Especificaciones del equipo ..................... ............................... ....................... ................. .... 11 Condiciones ambientales............. ambientales......................... ....................... ..................... ............ .. 11 Mantenimiento de rutina .................. ............................. ..................... ................... ......... 12 Responsabilidad ...................... ................................ ...................... ................. ..... 12 General................................................. 12 Ejercicios de enseñanza de laboratorio ............................. ........................................ .................. ....... 13 Índice de Ejercicios ............................ .............. ........................... ................... ...... 13 Nomenclatura .................. ............................... ....................... ...................13 .........13 Ejercicio A ............................. ................ ........................... ................... ..... ............... ............. .. 15 Funcionamiento del software opcional (F1-301) ............................... ......................................... .......... 22 Detalles de contacto para más información ...................... ................................ ..................... ............. .. 29
Renuncia Este documento y toda la información contenida en él es propiedad de Armfield Limitado. Este documento no debe ser utilizado para ningún otro propósito que no sea el Y su contenido no debe ser reproducido, r eproducido, modificado, adaptado, publicado, Traducido o revelado a terceros, en su totalidad o en parte, sin la previa Permiso de Armfield Limited. Si tiene alguna pregunta o comentario, póngase en contacto con el cliente de Armfield Soporte de ayuda (de lunes a jueves: 0830 - 1730 y viernes: 0830 - 1300 UK hora). Los datos de contacto son los siguientes: United Kingdom International (0) 1425 478781 (calls charged at local rate) +44 (0) 1425 478781 (international rates apply) Email:
[email protected] Fax: +44 (0) 1425 47091
Derechos de Autor y Marcas Registradas Copyright © 2013 Armfield Limited. L imited. Todos los derechos reservados. Cualquier documentación técnica puesta a disposición por Armfield Limited es Obra de Armfield Limited y propiedad de Armfield Limited. Las marcas y nombres de productos mencionados en este manual pueden ser Marcas registradas de sus respectivas empresas y se reconocen por este m edio.
Visión general La mecánica de fluidos se ha desarrollado como una disciplina analítica a partir de la Las leyes clásicas de la estática, la dinámica y la termodinámica, a situaciones en las que los fluidos Pueden ser tratados como medios continuos. Las leyes particulares implicadas son las de la Conservación de la masa, la energía y el momento y, en cada aplicación, estas leyes Puede simplificarse en un intento de describir cuantitativamente el comportamiento del fluido.
Renuncia Este documento y toda la información contenida en él es propiedad de Armfield Limitado. Este documento no debe ser utilizado para ningún otro propósito que no sea el Y su contenido no debe ser reproducido, r eproducido, modificado, adaptado, publicado, Traducido o revelado a terceros, en su totalidad o en parte, sin la previa Permiso de Armfield Limited. Si tiene alguna pregunta o comentario, póngase en contacto con el cliente de Armfield Soporte de ayuda (de lunes a jueves: 0830 - 1730 y viernes: 0830 - 1300 UK hora). Los datos de contacto son los siguientes: United Kingdom International (0) 1425 478781 (calls charged at local rate) +44 (0) 1425 478781 (international rates apply) Email:
[email protected] Fax: +44 (0) 1425 47091
Derechos de Autor y Marcas Registradas Copyright © 2013 Armfield Limited. L imited. Todos los derechos reservados. Cualquier documentación técnica puesta a disposición por Armfield Limited es Obra de Armfield Limited y propiedad de Armfield Limited. Las marcas y nombres de productos mencionados en este manual pueden ser Marcas registradas de sus respectivas empresas y se reconocen por este m edio.
Visión general La mecánica de fluidos se ha desarrollado como una disciplina analítica a partir de la Las leyes clásicas de la estática, la dinámica y la termodinámica, a situaciones en las que los fluidos Pueden ser tratados como medios continuos. Las leyes particulares implicadas son las de la Conservación de la masa, la energía y el momento y, en cada aplicación, estas leyes Puede simplificarse en un intento de describir cuantitativamente el comportamiento del fluido.
El módulo de servicio de descripción de banco hidráulico, F1-10, proporciona Instalaciones para apoyar una amplia gama de modelos m odelos hidráulicos cada uno de Diseñado para demostrar un aspecto particular de la teoría hidráulica. El modelo hidráulico específico que nos interesa para este experimento es el Aparato de presión hidrostática, F1-12. Se da una descripción completa del aparato Más adelante en estos textos.
Informacion de Seguridad Importante Introducción Todas las áreas de trabajo práctico y los laboratorios deben estar cubiertos por Regulaciones que deben ser seguidas en todo momento. Es responsabilidad del propietario asegurarse de que todos los usuarios estén
Reglamentos locales pertinentes y que el aparato se opera de conformidad con Reglamentos. Si se solicita, Armfield puede suministrar un conjunto típico de Normas de seguridad de laboratorio, pero éstas son sólo pautas y deben ser necesario. La supervisión de los usuarios debe proporcionarse siempre que sea apropiado. Su aparato de presión hidrostática F1-12 ha sido diseñado para ser seguro en uso Cuando sea instalado, operado y mantenido de acuerdo con las instrucciones de este manual. Como con cualquier pieza de equipo sofisticado, existen peligros si el equipo Es mal utilizado, mal manejado o mal mantenido. Peligros del agua El equipo descrito en este manual de instrucciones implica el uso de agua, que Bajo ciertas condiciones puede crear un riesgo para la salud debido a la infección por Microorganismos. Por ejemplo, la bacteria microscópica llamada Legionella pneumophila se alimentará de Cualquier escala, óxido, algas o lodos en el agua y se reproducirá rápidamente si la temperatura de El agua está entre 20 y 45 ° C. Cualquier agua que contenga esta bacteria que se rocía O salpicado creando gotas transmitidas por el aire puede producir una forma de neumonía llamada Legionarios Enfermedad potencialmente fatal. Legionella no es el único microorganismo nocivo que puede infectar el agua, pero Sirve como un ejemplo útil de la necesidad de limpieza. Bajo los reglamentos de COSHH, se deben observar las siguientes precauciones:
El agua debe cambiarse regularmente.
Eliminado regularmente, es decir, el equipo debe limpiarse con regularidad.
20 ° C. Si esto no es posible, entonces el agua debe ser desinfectada si es segura Y apropiado para hacerlo. Tenga en cuenta que pueden existir otros peligros en el Biocidas utilizados para desinfectar el agua.
Incorporando todas las acciones enumeradas anteriormente. Más detalles sobre la prevención de la infección están contenidos en la publicación "The Control De la Legionelosis incluyendo la Enfermedad de los Legionarios "- Folleto de la Serie de Salud y Seguridad HS (G) 70.
Seguridad ELECTRICA El banco de servicio F1-10 funciona con una fuente de alimentación eléctrica de red. los Equipo está diseñado y fabricado de acuerdo con las regulaciones apropiadas Relacionados con el uso de la electricidad. Del mismo modo, se supone que las La operación del equipo eléctrico es observada por el usuario final. Es importante leer la información de seguridad contenida en la Instrucción F1-10 Manual antes de utilizar el banco hidráulico.
Descripción Cuando sea necesario, consulte los dibujos en la sección Diagramas de equipo. Visión de conjunto Un cuadrante fabricado está montado sobre un brazo de balance que gira sobre los bordes de la cuchilla. los Los bordes del cuchillo coinciden con el centro del arco del cuadrante. Así, de la hidrostática Fuerzas que actúan sobre el cuadrante cuando se sumergen en el agua, Rectangular que da lugar a un momento alrededor de los bordes de la cuchilla (fuerzas Las superficies curvas se resuelven a través del pivote y no tienen efecto en el momento). Esta Momento es contrarrestado por pesos variables a una distancia fija del pivote Permitiendo determinar la magnitud y la posición de la fuerza hidrostática para
Diferentes profundidades de agua. El cuadrante puede ser operado con la cara de extremo vertical Parcial o totalmente sumergida, permitiendo la investigación de la diferencia teórica. El brazo de equilibrio incorpora una suspensión de peso para los pesos suministrados y una Contrapeso ajustable para asegurar que el brazo de equilibrio esté Sumergiendo el cuadrante en agua. El brazo de balance montado se monta en la parte superior de un El tanque de acrílico transparente que se puede nivelar mediante el ajuste de tres pies atornillados. Correcto La alineación se indica en un nivel de burbuja circular montado en la base del tanque. Un indicador de nivel conectado al lado del tanque muestra cuando el brazo de equilibrio está horizontal. El agua es admitida en la parte superior del tanque por un tubo flexible y puede ser Drenado a través de un grifo en el lado del tanque. El nivel del agua se indica en una escala En el lado del cuadrante. Balance de brazo, suspensión de peso y contrapeso El brazo de equilibrado incorpora dos pasadores de fijación y un tornillo de apriete para asegurar El cuadrante en la posición correcta en el brazo. El brazo gira en la parte superior de la flotación Tanque a través de bordes de cuchilla mecanizados. El brazo de equilibrio incorpora una ranura de Asegúrese de que el colgador de peso esté correctamente colocado en relación con el pivote. Rotación de El peso de contrapeso permite desplazarlo con relación al pivote, permitiendo Ensamble el brazo del equilibrio para ser nivelado antes de sumergir el cuadrante en agua. Tanque de flotación acrílico transparente El tanque de flotación debe ser nivelado antes de nivelar el brazo de equilibrio ajustando el Pies atornillados. La alineación correcta se indica mediante un nivel de burbuja circular Base del tanque. Un indicador de nivel montado en el extremo del tanque de flotación muestra Cuando el brazo de equilibrio es horizontal. Suministro y drenaje de agua El agua es admitida en la parte superior del tanque por un tubo flexible y se puede drenar a través de Una palanca accionada por palanca en la base. El suministro de agua se puede obtener
Banco hidráulico o de una fuente alternativa según sea necesario. Alternativamente, una jarra adecuada Puede usarse para verter agua en el tanque. En uso la profundidad sumergida del cuadrante Está indicado por una escala en el lado del cuadrante.
Instalación Consultivo Antes de utilizar el equipo, debe desempaquetarse, ensamblarse e instalarse Descrito en los pasos que siguen. El uso seguro del equipo depende del siguiente El procedimiento de instalación correcto. Instalación del equipo El aparato de presión hidrostática F1-12 se suministra en forma de componente y debe Ser ensamblados antes de su uso como sigue: Retire cuidadosamente los componentes del embalaje de cartón. Retener el Embalaje para uso futuro. Lavar el cuadrante y el tanque de flotación en agua tibia a la que unas gotas de humectación Agente se han añadido. Coloque el tanque de flotación en la parte superior plana del Banco Hidráulico F1-10 o alternativa Superficie plana según sea necesario. Conecte el tubo flexible a la palanca accionada por palanca en el extremo del tanque de flotación. Utilizando el nivel de burbuja adherido a la base, nivele el tanque de flotación en ambos planos por Ajustar los pies. Conecte el cuadrante fabricado (torroid) al brazo de equilibrio con la cara de extremo plana Adyacente a los bordes de la cuchilla. Asegure el cuadrante al brazo usando el moleteado El tornillo de sujeción asegurando que el cuadrante esté situado en las clavijas y La parte inferior del brazo del equilibrio. Mida lo siguiente y anote los valores para referencia futura (consulte el Nomenclatura para los detalles de los símbolos utilizados):
Ancho de la cara final, B Altura de la cara final, D Distancia del borde de la cuchilla a la muesca para la suspensión de peso, L Distancia del borde de la cuchilla a la parte inferior de la cara final, H Peso real de cada peso de equilibrio (marque cada peso para facilitar la identificación) Enrosque el contrapeso en el extremo roscado del brazo de equilibrio. Ubique el brazo de equilibrio en los bordes de la cuchilla en la parte superior del tanque de flotación. Ajustar el Posición del brazo de equilibrio en los bordes de la cuchilla hasta que el brazo de equilibrio oscile libremente hacia arriba Y abajo entre los extremos de la compuerta en el indicador de nivel al final del Tanque de flotación. Ubique el gancho de peso vacío en la muesca en el extremo del brazo de equilibrio. Ajuste la posición del contrapeso hasta que el brazo de equilibrio esté horizontal (Plano en el brazo de equilibrio adyacente a la marca de índice central en el indicador de nivel). Coloque un peso (típicamente 50 g) en la suspensión de peso.
Armfield Manual de instrucciones 8 Llene el tanque de flotación con agua hasta que el brazo de equilibrio se eleve por encima de la horizontal (El agua se puede verter en el tanque utilizando un recipiente adecuado o se bombea Tanque del Banco de Hidráulica F1-10 utilizando un tubo flexible unido al Salida en el lecho del canal). Drenar gradualmente el agua del tanque de flotación abriendo la válvula de drenaje hasta que el brazo Es horizontal. El nivel del agua en la cara de extremo que compensa el peso sobre el El colgador de peso se puede medir usando la escala en el lado del cuadrante.
Operación Cuando sea necesario, consulte los dibujos en la sección Diagramas de equipo. Funcionamiento del equipo Nivelación del tanque de flotación Antes de tomar las lecturas es importante nivelar el tanque de flotación de manera que los bordes de la cuchilla Están nivelados de lado a lado y el indicador de nivel está a la misma altura que el cuchillo Bordes El tanque se encuentra en tres pies de altura regulable para ayudar a nivelar. Estos deben Ser elevado o bajado según sea necesario hasta que la burbuja sea central en el nivel de burbuja. Ajuste del peso del contrapeso Antes de llenar el tanque con agua es importante equilibrar el brazo del cuadrante / equilibrio En el aire ajustando el peso del contrapeso. Montar el cuadrante en el brazo Y apriete el tornillo moleteado. Coloque el brazo sobre los bordes de la cuchilla para Coloque el gancho de peso en la ranura de localización al final de la Brazo de equilibrio Ajuste la posición del contrapeso hasta que el brazo de equilibrio Es horizontal, indicado por la marca central en el indicador de nivel. Tenga en cuenta que la suspensión de peso no se debe incluir al calcular el peso total Añadido porque el peso de la percha se ha contrapesado durante la configuración. Llenado inicial del tanque de flotación Llenado manual con un jarro: El agua se puede verter en el tanque desde un receptáculo adecuado, como una jarra. Evitar Vertiendo agua sobre el cuadrante o el brazo de equilibrio. Llenado Utilizando el F1-10: El agua puede ser bombeada en el tanque de flotación desde el Banco Hidráulico F1-10 usando Un tubo flexible unido a la conexión de salida de liberación rápida en el lecho del canal. Un Se puede usar una fuente de agua alternativa si es necesario. Volumen de llenado: Llenar el tanque de flotación con agua inicialmente hasta que el brazo de equilibrio se eleva.
Llenado del tanque durante los experimentos Después del llenado inicial del tanque, se requerirán cantidades menores de agua para recargar El nivel del agua. Se recomiendan dos métodos para esto: Llenado con un sifón: Coloque un vaso, un cilindro de medida o un recipiente similar (de una altura similar a la flotación Tanque) al lado del tanque de flotación. Llene el recipiente con agua a la misma profundidad que el Tanque de flotación. Llenar el tubo flexible con agua, y mantener los extremos sellados (un pulgar Sobre cada extremo es adecuado). Coloque un extremo debajo de la superficie del agua en el recipiente y El otro extremo en el depósito de flotación a través del corte triangular en el extremo del pivote. Esta voluntad Configurar un sistema de sifón. Se puede añadir agua al tanque de flotación vertiéndola en El recipiente que usa la jarra, dejando tiempo para que los niveles de agua se equilibren. Sifonado Permite un mayor control sobre el agua que entra en el tanque, y produce menos Perturbación del agua dentro del tanque. El agua puede drenarse usando la palanca En el extremo del tanque de flotación Armfield Instruction Manual.
Llenado manual con un jarro: El agua se puede verter gradualmente en el tanque desde un receptáculo adecuado tal como una jarra. El agua debe ser vertida en el espacio entre el cuadrante y los lados del tanque, Con el flujo dirigido hacia el lado del tanque para minimizar la perturbación del cuadrante Y el brazo del equilibrio. Evite derramar agua sobre el cuadrante o el brazo de equilibrio. los Accesorio necesitará algún tiempo para estabilizarse después de añadir agua directamente en este manera. Nivelación del brazo de equilibrio Poco a poco agregue agua hasta que el brazo de equilibrio suba a la horizontal. Alternativamente, Llenar ligeramente el tanque de flotación para que el brazo de equilibrio se eleve demasiado
Válvula de drenaje y drenar gradualmente el agua del tanque de flotación para permitir que el brazo de equilibrio Para bajar hacia la horizontal. Para un mejor control, empiece a cerrar la válvula antes de El brazo es completamente horizontal. El brazo de equilibrio es horizontal cuando está adyacente a la marca de índice central en la indicador de nivel. Medición del nivel de agua Cuando el brazo de equilibrio es horizontal, el nivel de agua en el tanque (que Contrapesa de los pesos en la suspensión de peso) se puede medir usando la escala En el lado del cuadrante. Al leer el valor de la escala, debe tenerse cuidado Tomado para ignorar el menisco moviendo la cabeza hacia arriba y hacia abajo hasta que el ojo esté Avistamiento a lo largo de la verdadera superficie del agua. Drenaje del tanque de flotación Se puede drenar agua del tanque de flotación abriendo completamente la válvula de drenaje y Permitiendo que el tanque se vacíe.
Especificaciones del equipo Condiciones ambientales Este equipo ha sido diseñado para funcionar en los siguientes Condiciones. El funcionamiento fuera de estas condiciones puede resultar en un rendimiento reducido, Daños al equipo o peligro para el operador. a. Uso en interiores; segundo. Altitud hasta 2000 m; do. Temperatura de 5 ° C a 40 ° C; re. Humedad relativa máxima del 80% para temperaturas de hasta 31 ° C, disminuyendo Linealmente a 50% de humedad relativa a 40ºC; mi. Fluctuaciones de la tensión de red hasta ± 10% de la tensión nominal;
F. Sobretensiones transitorias típicamente presentes en el suministro de MAINS; Nota: El nivel normal de sobretensiones transitorias es resistencia a impulsos (sobretensión) Categoría II de la CEI 60364-4-443; gramo. Grado de contaminación 2. Normalmente sólo ocurre la contaminación no conductora. Se espera una conductividad temporal causada por la condensación. Típico de un ambiente de oficina o laboratorio
Mantenimiento de rutina Responsabilidad Para preservar la vida útil y el funcionamiento eficiente del equipo, es importante Equipo se mantenga debidamente. El mantenimiento regular del equipo es el Responsabilidad del usuario final y debe ser realizada por personal cualificado que Comprender el funcionamiento del equipo. General Se requiere poco mantenimiento, pero es importante evitar la distorsión de la Cuadrante y mantener los bordes de la cuchilla limpios y libres de daños. Se debe drenar todo el agua del tanque de flotación cuando no esté en uso. El tanque y Debe secarse completamente antes de guardar el aparato donde esté protegido. De daños. Asegúrese de que el cuadrante se almacene plano, de lado y no Extremos de calor o luz solar directa. Después del almacenamiento, lave el cuadrante y el tanque de flotación en agua tibia a los que Se han añadido gotas de agente humectante antes de usar el aparato. Esta voluntad Eliminar cualquier suciedad o grasa que se adhiera a las superficies y mejorar la Lecturas obtenidas utilizando el aparato.
Ejercicios de enseñanza de laboratorio Índice de ejercicios Ejercicio A Nomenclatura
Nombre Tipo Altura de Cuadrante
Unidad m
Símbolo d
Tipo Dado
Ancho de Cuadrante
m
b
Longitud de Brazo de equilibrio
m
l
Cuadrante a Pivote
m
h
masa
kg
m
Profundidad de Inmersión
m
d
Hidrostático Empuje Experimental Centro de Presión Teórico Centro de Presión
N
F
Definición Altura vertical de la cara del cuadrante (Dimensión nominal 0,100 m). Tal vez Actualizado de sus propias medidas. Dado Ancho horizontal de la cara del cuadrante (Dimensión nominal 0,075 m). Tal vez Actualizado de sus propias medidas. dado Longitud del brazo de equilibrio (nominal Dimensión 0,275 m). Puede ser actualizado De sus propias medidas. Nota: la medición debe tomarse Desde la suspensión de peso hasta el punto de pivote. dado Distancia desde la base del cuadrante vertical Cara a pivote (Dimensión nominal 0,200 m). Puede ser actualizado desde su Propias mediciones. Mesurado Pesas aplicadas a la suspensión de peso. Nota: Masas dadas en gramos. Mesurado Profundidad de la base de la cara del cuadrante vertical Debajo de la superficie libre. Nota: La báscula de aparatos calibrada en Mm. Cuerpo parcialmente sumergido Calculado
m
h
Calculado
m
h
Calculado
Armfield Manual de instrucciones
Cuerpo totalmente sumergido Hidrostático Empuje Experimental Centro de Presión
n
Teórico Centro de Presión
f
Calculado
h
Calculado
h
Calculado
Ejercicio A Objetivo Determinar el empuje hidrostático que actúa sobre una superficie plana sumergida en agua Cuando la superficie está parcialmente sumergida o completamente sumergida. Determinar la posición de la línea de acción del empuje y comparar la Posición determinada por experimento con la posición teórica. Método Al lograr una condición de equilibrio entre los momentos que actúan sobre el equilibrio Brazo del aparato de prueba. Las fuerzas que actúan son el peso aplicado al equilibrio Y la presión hidrostática sobre la cara extrema del cuadrante. Equipamiento requerido Para completar la demostración necesitamos un número de piezas de equipo. El Aparato de Presión Hidrostática F1-12 (incluyendo el conjunto de pesos) -10)
Deseado (no suministrado) Para el sifón del agua:
El tanque de flotación
Teoría Cuando el cuadrante está sumergido en agua es posible analizar las fuerzas que actúan sobre Las superficies del cuadrante como sigue: La fuerza hidrostática en cualquier punto de las superficies curvas es normal Superficie y por lo tanto se resuelve a través del punto de pivote porque está situado En el origen de los radios. Fuerzas hidrostáticas en la curva superior e inferior Por lo tanto, las superficies no tienen efecto neto - no hay par que afecte al equilibrio de la Porque todas estas fuerzas pasan a través del pivote. Las fuerzas en los lados del cuadrante son horizontales y se cancelan (iguales Y opuesta). La fuerza hidrostática sobre la cara vertical sumergida es contrarrestada por la contrapeso. La fuerza hidrostática resultante en la cara puede por lo tanto ser Calculado a partir del valor del peso de equilibrio y la profundidad del agua como Siguiente: Cuando el sistema está en equilibrio, los momentos sobre el punto de pivote son iguales: MgL = Fh
Armfield Manual de instrucciones dieciséis dónde:
M es la masa en la suspensión de peso, G es la aceleración debida a la gravedad, L es la longitud del brazo de equilibrio, F es el empuje hidrostático, y H es la distancia entre el pivote y el centro de presión. Por lo tanto, calculando el empuje hidrostático y el centro de presión sobre la cara final de El cuadrante, podemos comparar resultados teóricos y experimentales. Plano vertical parcialmente sumergido Para el caso en que la cara vertical del cuadrante esté parcialmente sumergida:
dónde: L es la distancia horizontal entre el punto de pivote y la suspensión de peso, H es la distancia vertical entre el pivote y la base del cuadrante, D es la altura de la cara del cuadrante, B es la anchura de la cara del cuadrante, D es la profundidad del agua desde la base del cuadrante, y H 'es la distancia vertical entre la superficie y el centro de presión. Las fuerzas que se muestran son F, el empuje hidrostático y m.g, el peso.
Empuje hidrostático El empuje hidrostático se puede definir como:
dónde: A es el área = = A = Bd H es la profundidad media de inmersión por lo tanto: ........................ (1) Profundidad Experimental de Presión El momento, M, se puede definir como M = Fh "(Newtons) Un momento de equilibrio es producido por el peso, W, aplicado a la percha al final Del brazo de equilibrio. El momento es proporcional a la longitud del brazo de equilibrio, L. Para el equilibrio estático, los dos momentos son iguales, es decir, Fh "= WL = mgL Por la sustitución del empuje hidrostático derivado, F de (1), tenemos
(Metros) Profundidad Teórica de Presión El resultado teórico para la profundidad de presión P por debajo de la superficie libre es ........................ (2) Donde Ix es el segundo momento de área de sección inmersa alrededor de un eje en la superficie libre. Mediante el uso del teorema de ejes paralelos:
........................ (3) La profundidad del centro de presión por debajo del punto de pivote viene dada por: H "= h" + H - d (m) ........................ (4)
Profundidad Experimental de Presión El momento, M, se puede definir como M = Fh "(Nm) Un momento de equilibrio es producido por el peso, W, aplicado a la percha al final Del brazo de equilibrio. El momento es proporcional a la longitud del brazo de equilibrio, L. Para el equilibrio estático los dos momentos son iguales, por ejemplo: Fh "= WL = mgL Por sustitución del empuje hidrostático derivado, F, de (5), tenemos
(metro) Profundidad Teórica de Presión El resultado teórico para la profundidad del centro de presión debajo de la superficie libre es
........................ (6) Donde Ix es el segundo momento de área de sección inmersa alrededor de un eje en la superficie libre. Mediante el uso del teorema de ejes paralelos: Ix = Ic + Ah²
La profundidad del centro de presión debajo de la superficie es H "= h '+ H - d (m) La sustitución como antes da el resultado teórico de:
El momento de giro puede ser calculado.
Armfield Manual de instrucciones 20 Configuración del equipo Para una mejor precisión de los resultados, mida las dimensiones B, D de la superficie del cuadrante Y la distancia H y L y registrar los valores para referencia futura. Coloque el tanque de flotación F1-12 vacío en el Banco de Hidráulica F1-10 u otro Superficie plana adecuada, luego ajuste los pies atornillados hasta que el nivel de burbuja circular incorporado Indica que el tanque está nivelado en ambos planos. Coloque el brazo de equilibrio en los bordes de la cuchilla y compruebe que el brazo está libre para girar. Localice la percha de peso vacía en la ranura en el extremo del brazo de equilibrio. Mueva el contrapeso hasta que el brazo de equilibrio esté horizontal, indicado por el Marca de índice central en el indicador de nivel de haz. Procedimiento Añada una pequeña masa (típicamente 50 g) a la suspensión de peso. Cierre la válvula de drenaje en el extremo del tanque y añada lentamente agua al tanque. Esta Se puede hacer de dos maneras: El agua puede ser vertida en el tanque desde un receptáculo adecuado tal como una jarra o agua Puede ser bombeado en el tanque de flotación desde el Banco Hidráulico F1-10 usando Flexible acoplado a la conexión de salida de liberación rápida en el lecho del canal. Llenar el tanque de flotación con agua inicialmente hasta que el brazo de equilibrio se eleva. Evite humedecer el El brazo de equilibrio o el cuadrante por encima del nivel de agua en el tanque. Después del llenado inicial del tanque, los pequeños ajustes de nivel de agua se realizan mejor Usando una jarra, dejando tiempo para que el agua se asiente antes de tomar lecturas. Alternativamente, coloque un vaso, un cilindro de medición o un recipiente similar lleno de agua Al lado del tanque. Llenar el tubo flexible con agua, y mantener los extremos sellados (un pulgar Sobre cada extremo es adecuado). Coloque un extremo debajo de la superficie del agua en el cilindro y
El otro extremo en el depósito a través del corte triangular en el extremo del pivote. Esto establecerá un Sifón. Se puede añadir agua al tanque vertiéndola en el recipiente usando el Jarro, dejando tiempo para que los niveles de agua se equilibren. El sifonado permite Control sobre el agua que entra en el tanque, y produce menos perturbación del agua Dentro del tanque. Añada agua hasta que el empuje hidrostático en la cara final del cuadrante cause la El brazo del equilibrio para subir. Asegúrese de que no haya agua derramada sobre las superficies Cuadrante o los lados, por encima del nivel del agua. Continuar agregando agua hasta que el equilibrio El brazo es horizontal, comprobando esto alineando el plano del brazo de equilibrio con el brazo En el indicador de nivel. Puede que sea más fácil llenar ligeramente el tanque, y Obtener la posición de equilibrio abriendo el grifo de drenaje para permitir un pequeño flujo de salida. Cuando el brazo es horizontal lea la profundidad de inmersión de la escala en la cara de El cuadrante. Se debe tener cuidado de ignorar el menisco moviendo la cabeza hacia arriba Y hasta que el ojo está suspirando a lo largo de la verdadera superficie del agua. Repita el procedimiento anterior para diferentes incrementos de carga añadiendo más pesos A la suspensión de peso. Los pesos suministrados permiten incrementos de diez, veinte y cincuenta Gramos a utilizar, dependiendo del número de muestras requeridas. Cincuenta gramos Se sugieren intervalos para un conjunto inicial de resultados, lo que dará un total de diecinueve Muestras. Continúe hasta que el nivel de agua alcance la parte superior de la escala superior en el cuadrante cara. Repita el procedimiento al revés, eliminando progresivamente los pesos. Tenga en cuenta todos los factores que usted piensa que son susceptibles de afectar la exactitud de sus resultados. Resultados Todas las lecturas se deben registrar como sigue: Constantes Altura de la cara final: D (m)
Ancho de la cara del extremo: B (m) Longitud del brazo: L (m) Altura a pivote: H (m)
Variables Masa agregada M (kg)
Momento de giro medido (Nm)
Profundidad D (m)
Empuje hidrostático F (N)
Distancia al centro de la presión H (m)
Momento de giro (Nm)
Conclusiones Comente la variación del empuje con la profundidad. Comente sobre la relación entre la profundidad del centro de presión y la Profundidad de inmersión. Para ambos de lo anterior, comente sobre lo que sucede cuando el avión se ha convertido completamente sumergido. Comente y explique las discrepancias entre los aspectos teóricos y Resultados para la profundidad del centro de presión.
Funcionamiento del software opcional (F1-301) Nota: Los diagramas de esta sección se incluyen como ejemplos típicos y Se refieren específicamente a un producto individual. El software Armfield es una poderosa herramienta de registro educativo y de datos con
Gama de características. Algunas de las principales características se destacan a continuación, para ayudar a los usuarios, Pero los detalles completos sobre el software y cómo utilizarlo se proporcionan en las presentaciones Y texto de ayuda incorporado en el software. Ayuda sobre el uso del software o el uso del software El equipo está disponible haciendo clic en el tema adecuado en el m enú desplegable Ayuda Desde la barra de herramientas superior al operar el software como se muestra:
Cargue el software. Si hay varios experimentos disponibles, entonces se Se muestran las opciones. Espere a que la pantalla de presentación se abra completamente como se muestra:
Pantalla de presentación - Conceptos básicos y navegación Como se indicó anteriormente, el software comienza con la pantalla de presentación mostrada. los Usuario es satisfecho por una simple presentación que les da una visión general de las capacidades Del equipo y el software y explica en términos sencillos cómo navegar por
El software y resume las principales instalaciones completas con enlaces directos a Textos de "ayuda" sensibles al contexto.
Para ver las presentaciones, haga clic en Siguiente o haga clic en el tema deseado en el panel izquierdo según sea apropiado. Haga clic en Más mientras muestra cualquiera de los temas para mostrar un índice de la Ayuda Relacionados con ese tema. Para volver a la pantalla Presentación en cualquier momento, haga clic en el icono Ver presentación De la barra de herramientas principal o haga clic en Presentación en el m enú desplegable como mostrado:
Para obtener información más detallada sobre las presentaciones, consulte la Ayuda disponible La barra de herramientas superior cuando se utiliza el software. Barra de herramientas Una barra de herramientas se muestra en la parte superior de la pantalla en todo momento, para que los usuarios puedan saltar Inmediatamente a las instalaciones que requieran, como se muestra:
El menú superior se expande como un menú desplegable cuando el cursor
nombre. La fila inferior de iconos (estándar para todos los Armfield Software) permite Función a seleccionar. Para facilitar el reconocimiento, aparecen nombres de texto Cursor se coloca sobre el icono. Diagrama mímico El Diagrama Mímico es la pantalla más comúnmente usada y da una imagen Representación del equipo, con cajas para entrar en las mediciones del Equipo, mostrar cualquier variable calculada, etc. directamente en unidades de ingeniería. Para ver el diagrama de mímica, haga clic en el icono Diagrama de vista de la barra de herramientas principal O haga clic en Diagrama en el menú desplegable Vista, como se muestra a continuación:
Armfield Manual de instrucciones 24 Aparece un diagrama de simulación, similar al diagrama mostrado:
Los detalles en el diagrama variarán dependiendo del equipo elegido si múltiples Experimentos están disponibles. Los cuadros de entrada de datos manuales con un fondo coloreado permiten las variables medidas, Constantes tales como Orifice Cd y Presión Atmosférica, según corresponda, Cambiado al sobreescribir el valor predeterminado. Después de escribir el valor presione la tecla Return O haga clic en un cuadro diferente para introducir el valor. Además de las variables medidas tales como Volumen, Tiempo, Temperatura o Presión, Datos calculados tales como caudal de descarga / volumen, pérdida de carga, etc, están continuamente Se muestra en los cuadros de datos con un fondo blanco. Se actualizan automáticamente Y no puede ser cambiado por el usuario. Después de introducir un conjunto completo de datos de las mediciones en el equipo, haga clic en El icono para guardar el conjunto de resultados antes de introducir otro conjunto.
El diagrama mímico asociado con algunos productos incluye la posibilidad de seleccionar Diferentes experimentos o diferentes accesorios, usualmente en el lado izquierdo
Pantalla, como se muestra:
Al hacer clic en el accesorio o ejercicio adecuado, se cambiará el imitador asociado Diagrama, tabla, gráficos etc para adaptarse al ejercicio que se está realizando. Instalaciones de registro de datos en el diagrama mímico El software Armfield diseñado para la entrada manual de las variables medidas no incluye Instalaciones de registro automático de datos y estas opciones están en gris donde no apropiado. Al introducir manualmente los datos, el icono simplemente guarda el conjunto de Datos en una hoja de cálculo como se describe anteriormente. Pantalla Tabular Para ver la pantalla Tabla, haga clic en el icono Ver tabla de la barra de herramientas principal o Haga clic en Tabla en el menú desplegable Vista como se muestra:
Los datos se muestran en un formato tabular, similar a la pantalla como se muestra:
A medida que los datos son muestreados, se almacena en formato de hoja de cálculo, Los datos se muestrean. La tabla también contiene columnas para los valores calculados. Se pueden agregar hojas nuevas a la hoja de cálculo para diferentes Icono de la barra de herramientas principal. Las hojas se pueden renombrar haciendo doble clic en el Nombre de la hoja en la esquina inferior izquierda de la pantalla (inicialmente Ejecutar 1, Ejecutar 2 etc) y luego Introduciendo el nombre requerido. Para obtener información más detallada sobre el registro de datos y cambiar los El software se refieren a la Ayuda disponible mediante la barra de herramientas superior cuando se software. Visualización gráfica Cuando se han grabado varias muestras, se pueden ver en formato gráfico. Para ver los datos en formato gráfico, haga clic en el icono Ver gráfico de la Barra de herramientas o haga clic en Gráfico en el menú desplegable Ver como se muestra:
Los resultados se muestran en un formato gráfico como se muestra:
(El gráfico real mostrado dependerá del producto seleccionado y del ejercicio Que se está realizando, los datos que se han registrado y el parámetro (s) que ha Seleccionado). En el software se dispone de herramientas gráficas poderosas y flexibles que permiten Usuario de elección completa sobre lo que se muestra, incluidos los ejes y doble y, puntos o líneas, Mostrar datos de diferentes ejecuciones, etc. El formateo y escalado se r ealiza automáticamente Por defecto, pero se puede cambiar manualmente si es necesario. Para cambiar los datos mostrados en el gráfico, haga clic en Graph Data Menú desplegable como se muestra:
The available parameters (Series of data) are displayed in the left hand pane as shown:
Hay dos ejes disponibles para el trazado, permitiendo que las series con diferentes escalas sean Presentado en el mismo eje x. Para seleccionar una serie para el trazado, haga clic en la serie adecuada en el panel izquierdo para Y luego haga clic en la flecha derecha adecuada para mover la serie en una de Las ventanas en el panel derecho. Múltiples series con la misma escala pueden ser Trazado simultáneamente moviéndolos todos en la misma ventana en el panel derecho. Para quitar una serie del gráfico, haga clic en la serie apropiada en el Que se resalta y, a continuación, haga clic en la flecha izquierda correspondiente para mover la serie El panel izquierdo. El contenido del eje X se elige por defecto para adaptarse al ejercicio. El contenido puede ser Cambiado si es apropiado abriendo el menú desplegable en la parte superior de la ventana. El formato de los gráficos, la escala de los ejes, etc.
