Proyecto - mecánica de fluidos

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Universidad de Margarita

Alma Máter del Caribe

Vicerrectorado de Estudios Académicos

Decanato de Ingeniería y Afines

Unidad Curricular: Mecánica de Fluido

Mecánica de fluido

                                          Proyecto final

Profesor:                                                                                                      Realizado por:

Marcel Ruiz                                                                    Oscar Aguiar C.I. V – 30.277.092

                                                                                    Javier Regnault C.I. V - 30.926.759

El Valle del Espíritu Santo, febrero 2024

Pre-Laboratorio

Fundamentos de la Ecuación de Bernoulli:

Conservación de la energía: La ecuación de Bernoulli se basa en la conservación de la energía mecánica para un fluido incompresible y en régimen estacionario.

Componentes de la energía: La energía total del fluido se compone de energía cinética, energía potencial gravitatoria y energía potencial de presión.

Forma general de la ecuación: La ecuación de Bernoulli relaciona las variables de presión, velocidad y altura en dos puntos diferentes a lo largo de una línea de corriente.

Incorporación de Pérdidas:

Tipos de pérdidas: Se pueden clasificar en pérdidas primarias (debidas a cambios bruscos en la geometría del conducto) y pérdidas secundarias (debidas a la fricción con las paredes).

Coeficiente de pérdida: Se utiliza un coeficiente de pérdida para cuantificar la magnitud de la pérdida de energía en un punto específico.

Término de pérdida en la ecuación: El término de pérdida se añade a la ecuación de Bernoulli original para tener en cuenta la disipación de energía.

Aplicaciones de la Ecuación de Bernoulli con Pérdida:

Flujo en tuberías: Se utiliza para calcular la presión, la velocidad y el caudal en tuberías con diferentes secciones y geometrías.

Diseño de sistemas hidráulico: Permite el diseño eficiente de sistemas que transportan fluidos, como bombas, turbinas y redes de tuberías.

Medición de flujo: Se puede utilizar para medir el caudal de un fluido mediante diferentes métodos, como el Venturi y el Pitot.

Consideraciones Adicionales:

Efectos de la viscosidad: La viscosidad del fluido afecta la magnitud de las pérdidas por fricción.

Régimen de flujo: La ecuación de Bernoulli con pérdida es válida para flujo laminar y turbulento, con diferentes expresiones para el coeficiente de pérdida.

Flujo compresible: Para fluidos compresibles, se requiere utilizar la ecuación de Bernoulli para flujo compresible.

Planteamiento del problema:

        El edificio mar serena requiere a dos ingenieros que hagan cálculos para poder saber cuál debe ser la potencia de la bomba si su eficiencia es de 75%. Para ello se desea elevar el caudal de agua a razón de 120 litros por minutos a un tanque de 1600 litros que está ubicado en el piso 3 (20 metros de altura). El agua se bombea desde un tanque de reserva subterráneo que este sellado y tiene una presión de 70Kpa a 4 metros por debajo del suelo. La longitud del tubo de descarga es de 20m y la del tubo de succión es de 8 metros, se está utilizando una tubería PVC RDE 21 DE 1 pulgadas de diámetro nominal para la tubería de succión y una tubería PVC RDE 21 DE ¾ pulgadas de diámetro nominal para la tubería de descarga…

Tomando esto en cuenta en el diseño gráfico podemos observar 3 accesorios (1) codo de 90º de la tubería de succión, (2) codo de 90º de la tubería de descarga (3) válvula medidora de la tubera de descarga.

cálculos adicionales:

· Cuanto tiempo es necesario para que el tanque de 1600 litros se llene.

Representación grafica del caso

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Tomando en cuenta el diseño se tienen que plantear 2 ecuaciones de Bernoulli, esto debido a que tenemos dos diámetros y 3 cotas diferentes, una cota 1, 2 y 3, podemos categorizar en 1era etapa (succión), 2da etapa (bomba/descanso) y la 3era etapa (descarga).

Tomando en cuenta que debemos calcular la sumatoria de Hb, vamos a realizar escribir una ecuación de Bernoulli tomando en cuenta las cotas 1 y 2 y otra con las cotas 2 y 3, para así poder tomar en cuenta sus debidos accesorios con sus respectivos diámetros, estos nos daría dos Hb distintos, pero realizando la sumatoria de ΣHb podemos obtener la ganancia de la bomba y con esta poder calcular la potencia que es lo que estamos buscando.

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para poder seguir utilizando la fórmula de bernoulli debemos hallar hr que se consigue de la siguiente manera:

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