INFORME LABORATORIO DE FLOTACIÓN
Enviado por johanduvanch940 • 6 de Agosto de 2022 • Documentos de Investigación • 2.277 Palabras (10 Páginas) • 197 Visitas
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA, UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER[pic 1]
LABORATORIO DE SISTEMAS DE TRANSPORTE Y APROVECHAMIENTO DE FLUIDOS
GRUPO: J2. NOMBRE DE LA FAMILIA: LOS MANCHAS. TRIBU: JAGUAR
12 DE JULIO DEL 2022, I SEMESTRE ACADÉMICO DE 2022
INFORME LABORATORIO DE FLOTACIÓN
JULIAN CAMILO COLMENARES RINCON 2184190 | |
JOSE MANUEL AYALA LOPEZ 2195529 | JOHAN DUVAN CASTELLANOS HERNANDEZ 2195527 |
ANGIE CAROLINA ECHAVARRÍA GRIMALDOS 2174203 |
RESUMEN
El objetivo del laboratorio de flotación es precisar cuáles son las variables que inciden en la fuerza de flotación. Para establecer que variables inciden en la respuesta se usó un diseño de experimentos (2^3) con tres factores y dos niveles. Para observar el efecto de cada una de las variables se efectuaron diferentes tipos de experimentos cambiando las variables a evaluar. Posteriormente se utilizó el programa Minitab para realizar el diseño estadístico y se pueda saber qué variables afectan la flotación.
Como resultado se obtuvo que los factores que afectan la flotación son el volumen desplazado por las probetas y la densidad del fluido.
INTRODUCCIÓN
Un barco de más de 40.000 toneladas a pesar de ser construido en materiales tan densos como hierro y acero es capaz de flotar y maniobrar en tiempos de turbulencia, gracias a la fuerza de flotación es que hoy en día podemos diseñar y construir grandes buques de carga o inmensos cruceros.
El estudio de la fuerza de flotación tiene sus orígenes en el siglo III A.C. Cuando el filósofo griego Arquímedes descubrió la ley de flotación, también conocida como ley de Arquímedes, la cual afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza de empuje hacia arriba, equivalente al peso del fluido desalojado.
Para la ingeniería, es necesario determinar las distintas variables que afectan en una respuesta, en el caso de las fuerzas de flotación, estas variables pueden ser la geometría del cuerpo que se sumerge, el fluido de inmersión y el material del cuerpo que se va a sumergir, para con esto lograr realizar un diseño de experimentos y con estos conocer y lograr tener en cuenta los distintos factores que afecten o beneficien las distintas maquinas que diseñemos por lo tanto el principal objetivo es determinar las variables claves que inciden en la medición de la magnitud de la fuerza de flotación para un sistema brazo pivote.
METODOLOGÍA
La metodología de esta práctica de laboratorio se dividió en etapas como sigue:
- IDENTIFICACIÓN DE LAS PROBETAS.
Se buscó determinar el material del cual están fabricadas las probetas utilizadas en la prueba de laboratorio mediante la densidad.
Para empezar, se identificaron las tres probetas de forma cualitativa para así diferenciarlas posteriormente durante el procesamiento de datos, la descripción de las probetas quedó de la siguiente manera:
Figura 1. Blanco grande
[pic 2]
Figura 2. Gris opaco
[pic 3]
Figura 3. Plateado
[pic 4]
Fuente: Laboratorio de STAF
Posteriormente se halló el volumen de las tres probetas por medio de dos métodos: 1. Fórmula analítica y 2. Sumergiendo la probeta en un recipiente graduado con fluido misterioso . Las mediciones se hicieron por triplicado por lo que se utilizó la fórmula de desviación estándar y de promedio, para el caso de la desviación estándar el cálculo se realizó utilizando la función desvest.m de Excel.[pic 5][pic 6]
Para hallar el volumen teórico mediante fórmula se tomaron las medidas correspondientes al diámetro y a la longitud de cada probeta, siendo entonces que el correspondiente valor de volumen de cada probeta se calculó así:[pic 7]
Ecuación 1.[pic 8]
Siendo d el diámetro en cm y L la altura en cm.
Para conocer el volumen experimental se utilizó una probeta graduada para conocer la medida del fluido desplazado cuando se sumergió la probeta. Esta diferencia se analizó por 3 distintos observadores para tener una mayor certeza de la medida.[pic 9]
Para procesar el cálculo de las densidades y se utilizó la siguiente fórmula: [pic 10][pic 11]
Ecuación 2. [pic 12]
Siendo m la masa en kg medida en la balanza y V el volumen en .[pic 13]
Una vez calculadas las densidades, se promediaron y se halló el porcentaje de error que es la diferencia presente en la toma de datos de las medidas realizadas, se calculó con:
[pic 14]
Ecuación 3.
La densidad teórica encontrada en la literatura correspondiente a la probeta blanco grande es la del polietileno de alta densidad, para la probeta gris opaco es la densidad del aluminio y para la probeta plateada de níquel, las densidades se encuentran a continuación:
Figura 4: Densidad de Polietileno de alta densidad.
[pic 15]
Fuente: Slideshare. Polietileno
Figura 5: Densidad del aluminio y níquel.
[pic 16]
Fuente: mappinmemories.ca. Peso del aluminio por cm3.
- CARACTERIZACIÓN DE LOS FLUIDOS
Se tuvo como finalidad caracterizar los fluidos que se trabajaron en la práctica mediante la densidad, en este caso, del aceite y del fluido misterioso.
Para procesar la información de la densidad se utilizó la Ecuación 2. conociendo el volumen de las muestras y su respectivo valor masa, tanto del aceite como del fluido misterioso.
Las muestras se hicieron por triplicado por lo que se utilizó la fórmula de desviación estándar y de promedio, para el caso de la desviación estándar el cálculo se realizó utilizando la función desvest.m de Excel.
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