Informe N8 Torricelli

INFORME 5: PRÁCTICA N° 8

PRESENTADO POR:

LAURY NATHALI CAMARGO RUEDA

Estudiante de Ingeniería Civil

Código 2151973

JHOAN LEONARDO PINEDA CHACÓN

Estudiante de Ingeniería Civil

Código 2151943

KAROL LILIANA SANABRIA VALDIVIESO

Estudiante de Ingeniería Civil

Código 2152781

GRUPO: G9

SUBGRUPO: D

PRESENTADO A:

DIANA LUCÍA PRIETO JIMÉNEZ

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

Facultad de Ingenierías Físico-mecánicas

Escuela de Ingeniería Civil - Laboratorio Mecánica de fluidos

Jueves 06 de Septiembre, 2018

BUCARAMANGA, SANTANDER

1. RESUMEN

El teorema visto en esta práctica es el teorema de Torricelli, el cual nos permite estudiar el flujo de un líquido en un recipiente con un orificio de descarga, en el siguiente informe se estudiará la relación entre el coeficiente de velocidad de un chorro y la trayectoria de un chorro. También analizaremos el coeficiente de descarga que nos permite evaluar la velocidad con la cual está siendo evacuado el fluido, esto lo haremos por medio del caudal tomado en la práctica.

1. INTRODUCCIÓN

Torricelli establece en su teorema que según la velocidad de un líquido en un recipiente abierto por un orificio va a ser exactamente la misma que la de cualquier cuerpo en caída libre descendiendo en el vacío desde el nivel del líquido por el centroide o centro de gravedad del orificio. Pueden existir dos factores que experimentalmente que alejan la velocidad ideal y estas son la tensión superficial y la viscosidad. Este desfase se puede medir y representar en un coeficiente de velocidad y otro coeficiente de descarga el cual cuantifica el caudal que se desocupa por el orificio con una altura determinada como punto de referencia.

1. OBJETIVOS

• Analizar la velocidad de descarga y la trayectoria de un fluido en presión constante
• Hallar el coeficiente de descarga de dos chorros de diámetro diferente con los datos tomados en la practica

1. PROCEDIMIENTO

• Actividad A: Determinación del coeficiente de velocidad

Para comenzar nivelamos el equipo f1-17 conectado al banco hidráulico, graduamos el caudal hasta que llegáramos a un nivel constante de 280mm y se registran las medidas de las agujas ubicadas a cada 5cm las cuales describen la trayectoria del chorro, después hacemos el mismo procedimiento a un nivel constante de 380mm.

• ACTIVIDAD B: Determinación del coeficiente de descarga     

Ya nivelado y conectado el equipo en la actividad anterior, llevamos el caudal hasta el nivel de agua de 280mm y con la ayuda de un cronometro y una probeta registrábamos el volumen y el tiempo, para poder obtener el caudal. Repetíamos el mismo procedimiento y se iba aumentando el nivel del agua hasta llegar a 380mm.

1. ANÁLISIS DE DATOS Y RESULTADOS

ACTIVIDAD A: Determinación del coeficiente de velocidad

1. Graficar la trayectoria del chorro de agua () para cada una de las series de coordenadas registradas.[pic 1]

• Diámetro 0.3 [cm] – Altura 280 [mm] / Altura 380 [mm]

Tabla 1. Coordenadas trayectoria experimental Series 1 y 2 con Diámetro 3 mm.

[pic 2]

Gráfica 1. Trayectoria experimental chorro Serie 1.

[pic 3]

Gráfica 2. Trayectoria experimental chorro Serie 2.

• Diámetro 0.6 [cm] – Altura 280 [mm] / Altura 380 [mm]

Tabla 2. Coordenadas trayectoria experimental Series 3 y 4 con Diámetro 6 mm.

[pic 4]

Gráfica 3. Trayectoria experimental chorro Serie 3.

[pic 5]

Gráfica 4. Trayectoria experimental chorro Serie 4.

1. Teniendo en cuenta el fundamento teórico usado para encontrar la Ecuación 5, calcular el coeficiente de velocidad (promedio) y con ellos la velocidad real del chorro.

*Cálculos tipo*

        Usaremos la primera pareja de coordenadas X y Y de la Serie 1 para hallar Cv.

[pic 6]

Ahora, luego de hallar el coeficiente para cada una de las parejas, se toma un promedio de éstas:

[pic 7]

Por último, se realiza el cálculo de la velocidad real.

[pic 8]

El registro de los valores para todos los casos se encuentra en las tablas 5, 6, 7 y 8.

1. Obtener la trayectoria teórica del chorro y graficar en la misma hoja de la trayectoria experimental. Realizar una comparación gráfica.

Despejando de las ecuaciones (1) y (3) de la guía los valores de velocidad ideal y tiempo, y reemplazando en la ecuación (4), obtenemos una ecuación en función de la altura h del tanque y la coordenada X para sacar la coordenada Y teórica.

[pic 9]

Usaremos el mismo ejemplo del punto anterior, la primera pareja de coordenadas de la Serie 1. Sin embargo, para encontrar la ecuación de la recta, debemos tomar en cuenta que nuestro eje de referencia comenzó con una altura inicial, que es igual a Ypráctica 1, por tanto, este valor se sumará a la ecuación.

[pic 10]

Y la ecuación general para la Serie 1 está dada por:        

[pic 11]

En la siguiente tabla, se registrarán los valores de los diferentes casos con las coordenadas tanto teóricas como prácticas:

Tabla 3. Coordenadas trayectoria experimental y teórica Series 1 y 2 con Diámetro 3 mm.

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