Mecánica de fluidos

Laboratorio de operaciones unitarias

Mecánica de fluidos

Aplicaciones básicas de la ecuación de Bernoulli

1. INTRODUCCION

En esta práctica de laboratorio se usaran las ecuaciones básicas de la mecánica de fluidos como lo son: la ecuación de Bernoulli, la ecuación de Torricelli y la ecuación de continuidad. Aplicadas a un sistema de fuerza de chorro, en donde se usó agua como fluido de trabajo, impulsada por medio de una bomba, controlada por un programador hacia una torre de acrílico, graduada a diferentes frecuencias generando distintas alturas del agua dentro de la columna. Con la ayuda de las ecuaciones mencionadas anteriormente, se va poder calcular la velocidad de vaciado de la columna, la energía cinética y potencial del fluido, el caudal volumétrico Q, el tiempo de descarga, etc.

Las ecuaciones o principios básicos son:

• Ecuación de Bernoulli:

=

• Ecuación de Torricelli:

Velocidad para vaciar un tanque abierto a la atmosfera:

Velocidad para vaciar un tanque cerrado a la atmosfera:

2. OBJETIVOS

GENERAL:

 Aplicar la ecuación de Bernoulli y Torricelli a un sistema de fuerza de chorro para conocer la velocidad de salida del mismo.

ESPECIFICOS:

 Obtener la velocidad, caudal, energía cinética y potencial así como las distintas graficas utilizando las ecuaciones básicas de la mecánica de fluido.

 Lograr comparar la velocidad del chorro de agua y su caudal dependiendo de la frecuencia suministrada y la altura en la torre de acrílico.

3. DESCRIPCIÒN DEL EQUIPO

El agua es suministrada de un tanque por recirculación con un tubo pvc; así como se valla variando la frecuencia, la torre de acrílico se va llenar a alturas diferentes (Flujo permanente), el agua que baja por el colador de malla, llega a el tanque y se repite el proceso anterior.

Este equipo sirve para estudiar las fuerzas de impulsión que se generan mediante un chorro de agua. El cual se puede ir graduando mediante un programador que se encuentra en la parte inferior de la torre en acrílico, el cual llega a un flujo permanente dependiendo de la frecuencia que se le programe, hay que tener la prevención en que si se llena completamente la torre, no mojar la parte de adentro del programador de frecuencia.

4. PROCEDIMIENTO

En la parte inferior de la torre de acrílico, se coloca una boquilla de 8mm, se procede a variar muy despacio y con cuidado el programador que regula frecuencia. Se espera a que el agua llegue a flujo permanente y se procede a medir la distancia de chorro y la altura con que se detuvo el fluido que en este caso es el agua, después se llena la probeta a un tiempo determinado. Al realizar este mismo procedimiento 10 veces, se llena toda la torre de acrílico y se toma el tiempo de vaciado.

Se repite el mismo procedimiento anterior, solo variando la boquilla a una de 5mm.

5. CALCULOS Y ANALISIS

• Calcular el caudal, la velocidad de salida de chorro, la energía cinética y potencial para cada una de las frecuencias tomadas.

• Graficar la altura vs la velocidad y altura vs fuerza de chorro.

• Realizar una comparación este el flujo real y el flujo teórico con la ecuación de Torricelli.

6. TABLAS DE DATOS

Para la boquilla de 8mm:

Frecuencia

Altura de la torre de acrílico

Distancia del chorro

Altura del chorro

Tiempo

Volumen (Probeta)

Tiempo de vaciado: ___________________________

Para la boquilla de 5mm:

Frecuencia

Altura de la torre de acrílico

Distancia del chorro

Altura del chorro

Tiempo

Volumen (Probeta)

Tiempo de vaciado: ___________________________

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