OPERACIONES UNITARIAS I LABORATORIO N° 01: “DESCARGA DE TANQUE”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

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FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA PETROQUIMICA

OPERACIONES UNITARIAS I

LABORATORIO N° 01:

“DESCARGA DE TANQUE”

Alumnos(as):

• García Flores ,Lucero / 160970

Ing. Franklin A. Salas Camacho

Docente

25/10/2018

DESCARGA DE TANQUE

1. RESUMEN

En el laboratorio se vio la descarga del tanque y la relación que tiene este con el principio de Torricelli y vasos comunicantes. Tomamos datos de la variación de la altura según el tiempo del fluido en salida. Con la práctica queremos demostrar la veracidad que tiene el principio teniendo en cuenta los accesorios como las válvulas para luego comparar nuestros datos experimentales que verifique el modelo utilizado.

1. INTRODUCCION

1. OBJETIVOS

• Demostrar la relación de la altura de descarga con la velocidad de salida de flujo.
• Validad el principio de Torricelli.

1. Teorema de Torricelli

Es una aplicación del principio de Bernoulli y estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través de un pequeño orificio, bajo la acción de la gravedad.

El enunciado dice “La velocidad de un líquido en un vasija abierta por un orificio, es la que tendría un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en el vacio desde el nivel del liquido hasta el centro de gravedad del orificio.

Y se da por la ecuación 1:

         (1)[pic 3]

1. Principio de vasos comunicantes

Si un conjunto de vasos comunicantes se vierte un líquido homogéneo cualquiera, y se deja en reposo, se observa que, sin importar la forma o el volumen de los vasos, la superficie superior del líquido en todos ellos alcanza el mismo nivel.

1. MATERIALES Y METODOS

1. MATERIALES

• Dos tanques de agua
• 4 válvulas de bola de ¾ de pulgada
• Un cronometro
• Una cinta métrica
• Un visor del 1er tanque

1. METODOS

• Primeramente se tiene el sistema equipado y armado, este consta de una válvula de entrada tipo bola (válvula 1), este seguida de otra válvula que está directamente conectada con el tanque (válvula 2).El tanque se encuentra entre la válvula 2 y 3.La válvula 3 es la encargada de la descarga del agua. El tanque 2 es el que recibe el agua si la válvula 3 está abierta. Se tiene que procurar que la válvula 4 también esta abierta.
• Se abre la válvula 1, inmediatamente la válvula 2.El tanque empieza a llenarse. El tanque tiene un visor donde podemos saber a qué altura se encuentra el agua.
• Una vez lleno el tanque se abre la válvula 3 inmediatamente la válvula 4 para su descarga y el trabajo óptimo.
• Se toma el tiempo de descarga, tomando tiempo 0 el instante en que la válvula 3 se abre, se toma el tiempo para cada 2 cm descendidos el tiempo que demoró.

1. RESULTADOS

Se toman los resultados obtenidos en los métodos experimentales para cada muestra que están adjuntos en la Tabla 1.

Tabla 1 Relación de la altura de descarga con respecto al tiempo

Tabla 2. Toma de datos de la tubería y el tanque

1. CONCLUSIONES

• La h que consideraremos como profundidad del tanque es directamente proporcional a la velocidad. Se cumple el principio de Torricelli que a  mayor profundidad será mayor velocidad y eso lo comprobamos con que es menor tiempo según va disminuyendo la altura experimental.
• En el visor del tanque se comprobó el teorema de vasos comunicantes que un fluido que se encuentre en dos recipientes y estén expuestos a una misma presión atmosférica van a tener la misma altura.
• Podemos decir que la ecuación del principio de Torricelli es muy importante para poder hallar la velocidad del flujo de salida y esa altura es la considerada desde el orificio hasta la superficie en la que está el líquido.

1. CUESTIONARIO

1. Determine la solución para la altura en función del tiempo de la ecuación diferencial propuesta en el laboratorio.

Ecuaciones

       -     La ecuación representa la expresión matemática de la ecuación del caudal.

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• La ecuación señala el balance de materia

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• Las ecuaciones representan las dos maneras de expresar la masa.

 (4)[pic 6]

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• Balance de materia

 (2)[pic 8]

No hay reacción por lo que no existe generación ni consumo, y         solo se toma el análisis del flujo de descarga. Por lo que la ecuación queda como la siguiente ecuación.

       (3)[pic 9]

Con  análisis diferencial la ecuación 6 queda:

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Donde

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                                                      Ap = el A de la tubería

                                                        v = velocidad del flujo de salida

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