Determinar la altura de cada fluido en el tubo de Venturi provocada por el soplador

Asignatura: Laboratorio de Física    

Grupo Nº: 3

Carrera: Ingeniería Automotriz.

Integrantes

Nivel y paralelo: 1 A1

Chicaiza Carlos

Fecha de práctica: 22 de junio del 2017

Espín Carlos

Fecha presentación informe: 29 de junio del 2017

Vargas Jorge

Informe Nº: 4

TÍTULO DE LA PRÁCTICA: ECUACIÓN DE BERNOULLI

1. OBJETIVOS:

• Determinar a partir de la ecuación de Bernoulli las velocidades de los caudales.
• Calcular las velocidades de los fluidos de cada una de las partes del tubo de Venturi.
• Determinar la altura de cada fluido en el tubo de Venturi provocada por el soplador.

1. INTRODUCCION:

La ecuación de Bernoulli es fundamental en la hidrodinámica y esta ecuación se puede aplicar a varios problemas prácticos, también con estas ecuaciones podemos calcular los caudales que hay en las secciones de cada uno de los líquidos, como las de sus velocidades con las que se mueven.

[pic 3]

Con la ecuación de Bernoulli se nos permite estudiar las bombas y turbinas y con lo que también podríamos calcular el tubo de aspiración de una turbina.

El tubo de Venturi se utiliza para medir la velocidad de un fluido incompresible. Consiste en un tubo con un estrechamiento, de modo que las secciones antes y después del estrechamiento son A1 y A2, con A1 > A2. En cada parte del tubo hay un manómetro, de modo que se pueden medir las presiones respectivas p1 y p2. Encuentra una expresión para la velocidad del fluido en cada parte del tubo en función del área de las secciones, las presiones y su densidad. Serway.R, (2011)

1.    METODOLOGÍA: 

1.  Tomamos la medida base del líquido en el tubo de Venturi
2. Colocamos dos reglas una de base y con la otra tomamos la altura base sin estar sometida al soplador
3. Acercamos lentamente el soplador al tubo de Venturi para así ver la variación de las alturas al estar sometida a aire
4. Recogimos los datos de las variaciones de las altura con una regla base y la otra encimas
5. Este proceso lo realizamos solo una vez y se pudo observar  que en dos  secciones del tubo de Venturi había la variación de altura pero solo en una sección el líquido permanecía constante
6. Cambiamos el líquido que estaba dentro del tubo del Venturi
7. Repetimos le procedimiento pero ahora con agua
8. Recogimos los datos con que varía la altura para posteriormente anotar en nuestra tabla de datos
9. Se logró observar que de igual manera solo en una sección del tubo de Venturi el líquido permanecía constante y los otros si tenían una variación con respecto a la altura base cogida.

1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN: (TRABAJOS Y CÁLCULOS)

1. Realizar un esquema grafico de la práctica a mano

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TRABAJOS Y CÁLCULOS:

• Calcular el área en las dos secciones del tubo de Venturi con:

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• Calcular la presión en cada tubo manométrico parte ancha (1) y parte angosta (2) con

La ecuación P = ρgh.

TUBO DE AGUA.

PARTE ANCHA

P= pgh

P= (1000kg) (9.8 m/s2) (0.02m)

P= 196pa

PARTE ANGOSTA

P= pgh

P= (1000kg) (9.8 m/s2) (0.05m)

P= 490pa

TUBO DE COLORANTE

PARTE ANCHA

P= pgh

P= (789 kg) (9.8 m/s2) (0.02m)

P= 154.644pa[pic 13] 

PARTE ANGOSTA

P= pgh

P= (789 kg) (9.8 m/s2) (0.04m)

 P= 309.288pa

• Calcular la velocidad en la parte ancha (1) utilizando la ecuación (3)

TUBO DE AGUA

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TUBO DE COLORANTE

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• Calcular la velocidad en la parte angosta (2) utilizando la ecuación (1)

TUBO DE AGUA

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TUBO DE COLORANTE

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Calcular el caudal en la sección ancha [pic 26][pic 27]y angosta [pic 28][pic 29], con la ecuación (5)

PARTE ANCHA

TUBO DE AGUA

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TUBO DE COLORANTE

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PARTE ANGOSTA

TUBO DE AGUA

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TUBO DE COLORANTE

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1. CUESTIONARIO DE INVESTIGACIÓN:

1. Deducir la fórmula de la Ley de Torricelli

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2. Un  suministro  de  agua  mantiene  una  relación  de  flujo  constante  para  agua  en  una manguera. Usted quiere cambiar la abertura de la boquilla de modo que el agua que salga de la boquilla llegue a una altura que sea cuatro veces la altura máxima actual que el agua alcanza con la boquilla vertical. Para lograrlo, ¿qué debe hacer? Demostrar y explicar

a) reducir el área de la abertura en un factor de 16

b) reducir el área en un factor de 8

c) reducir el área en un factor de 4

d) reducir el área en un factor de 2

e) rendirse porque no se puede hacer.

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R: literal D

24 es el diámetro necesario para que la energía cinética se cuadruplique al igual que la energía gravitacional que esto es provocado por la velocidad y el volumen constante.

Si la boquilla tiene una abertura circular, usted necesita disminuir su radio solamente por la raíz cuadrada de dos veces.

3. Un vaso con agua contiene cubos de hielo flotantes. Cuando el hielo se funde, ¿el nivel  del  agua  en  el  vaso?

a)  sube,  

b)  baja

c)  permanece  igual 

Esto se produce porque a lo que esta solido ya se aumentó el nivel del agua pero cuando se funde el hielo no pasa nada porque solo cambia de un estado a otro y su masa ya estaba incorporada.

R: literal C

ii) Uno  de  los problemas predichos debidos al calentamiento global es que el hielo en las capas de hielo  polares  se  fundirá y  elevará el  nivel  del  mar  en  todas  partes  del  mundo.  ¿Hay más preocupación por el hielo Demostrar y explicar en cada caso

a) en el polo norte, donde la mayoría del hielo flota en el agua;

b) en el polo sur, donde la mayoría del hielo se asienta en tierra

c) en ambos polos o

d) en ningún polo?

Es en el polo sur ya que debido a lo que está en la tierra cuando se deslía el agua se dirigirá al mar aumentando su nivel el mar.

            R: literal B

4. Un fluido ideal fluye a través de una tubería horizontal cuyo diámetro varía a lo  largo de su  longitud.  Las  mediciones  indicarían  que  la  suma  de  la  energía  cinética  por unidad  de  volumen  y  la  presión  en  diferentes  secciones  de  la  tubería  Explicar

(a)  disminuye conforme  aumenta  el  diámetro  de  la  tubería

(b)  aumenta  a  medida  que  crece  el diámetro  de  la  tubería

(c)  se  incrementa  conforme  disminuye  el  diámetro  de  la tubería

(d)  disminuye  al  disminuir  el  diámetro  de  la  tubería

(e)  permanece  igual mientras cambia el diámetro de la tubería.

Esto sucede dado porque al momento de seguir disminuyendo el diámetro de la tubería el fluido llega con más presión y así aumenta progresivamente

R: literal C

5. ¿El  principio  de  sustentación  de  los  aviones  se  basa  en la  ecuación  de  Bernoulli? Explique.

Esto es producido por  una diferencia que existe entre las alas de los aviones, si un extradós fluye más rápido habrá una pérdida de presión por consecuente en el intradós hay menos velocidad su presión será mayor generando fuerzas de sustentación que provoca que el avión este en el aire.

1. CONCLUSIONES:

• Se observó que al momento de someter el líquido al soplador solo en dos secciones hubo una variación dela altura pero solo en una permanecía constante
• Por medio de los cálculos logramos deducir u obtener los caudales de cada una de las secciones del tubo de Venturi.
• Las ecuaciones de Bernoulli son muy fundamentales para deducir como las velocidades de los líquidos que existe ya sea en la parte ancha o en la angosta del tubo de Venturi.

1. RECOMENDACIONES:

• Manipular con mucho cuidado el soplador ya  que si lo acercan mucho podría saltar el líquido causando daños a los ojos de los demás que estén sometidos a este error.
• Tener mucha precaución al momento de manipular el tubo de Venturi ya que es de cristal y se nos podría romper y  cuásar daños a los que estén cerca ese momento.

1. BIBLIOGRAFÍA:

Nave, M. O. (29 de 10 de 2004). hyperphysics. Recuperado el 24 de 06 de 2017, de http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/elacol.html

darwin-milenium. (s.f.). Recuperado el 24 de junio de 2017, de http://www.darwin-milenium.com/estudiante/Fisica/Temario/Tema5.htm

Profesor en linea. (2015). Recuperado el 24 de junio de 2017, de http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Energia_fuerza_trabajo.html

Miñarro, J. R. (s.f.). Newton. Recuperado el 24 de junio de 2017, de http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/conservacion.htm

laplace. (10 de abril de 2010). Recuperado el 24 de junio de 2017, de http://laplace.us.es/wiki/index.php/Tubo_de_Venturi