TEOREMA DE BERNOULLI – VISUALIZACION DE FLUJO

TEOREMA DE BERNOULLI – VISUALIZACION DE FLUJO

PRESENTADO POR:

MICHELY ACOSTA

MARIA OLVIVO

SNAIDER

ALFONSO

DIANA ARISTIZABAL

 (GRUPO #2)

PRESENTADO A:

ING. GERALD MESTRA

LABORATORIO MECANICA DE FLUIDOS

GRUPO

LUNES 10:30

UNIVERSIDAD DE LA COSTA CUC

BARRANQUILLA

COLOMBIA

Contenido

TEOREMA DE BERNOULLI – VISUALIZACION DE FLUJO        1

1. OBJETIVOS        3

1.1 Objetivo General Bernoulli        3

1.2 Objetivo General visualización de flujo        3

1.3 Objetivos Específicos Bernoulli:        3

1.4 Objetivos Específicos Visualización de flujo:        3

2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS        4

2. 1 Fundamentos teóricos teorema de bernoulli        4

2.1  Fundamentos teóricos visualizacion de flujo        5

3.        DESARROLLO EXPERIMENTAL        6

3.1 Desarrollo experimental teorema de bernoulli        6

3.2 Desarrollo experimental visualización de flujo        6

4.        DATOS OBTENIDOS        7

4.1 Calculos teorema de Bernoulli        7

4.1        Datos teorema de visualización de flujo        7

5.        CÁLCULOS        8

5.1        Cálculos teorema de Bernoulli        8

5.2 Cálculos visualización de flujo        8

6. ANÁLISIS DE RESULTADOS        8

6.1 Análisis de resultados teorema de bernoulli        8

6.2 Análisis de resultados visualizacion de flujo        8

6. CONCLUSIÓN        9

7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS        9

1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo General Bernoulli

• Comprobar y analizar la aplicación del teorema de Bernoulli, mediante la toma de medidas de velocidad a través de un ducto con sección transversal.

1.2 Objetivo General visualización de flujo

• Acordar que tipo de régimen se obtiene en un canal de visualización.

1.3 Objetivos Específicos Bernoulli:

• Establecer medir caudales experimentalmente en un conducto de sección transversal variable.
• Utilizar y a aplicar la ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad en medición de caudales.

1.4 Objetivos Específicos Visualización de flujo:

• Encontrar el número de Reynolds en un flujo dependiendo del caudal
• Realizar el cálculo del radio hidráulico en el canal de visualización.

2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

2. 1 Fundamentos teóricos teorema de bernoulli

Para Comprobar y analizar la aplicación del teorema de Bernoulli, mediante la toma de medidas de velocidad a través de un ducto con sección transversal, hay que tener en cuenta que en la ecuación de bernoulli relaciona la suma de las energías de presión, velocidad y posición debe permanecer constante a través de cualquier sección del conducto con un fluido en movimiento. Gracias a esto dicha ecuación a su vez representa la conservación de energía considerando un flujo continuo, siempre y cuando no haya fricción y en un fluido incompresible.[1]

  Flujos incompresibles y sin rozamiento. Estos flujos cumplen el llamado teorema de Bernoulli, enunciado por el matemático y científico suizo Daniel Bernoulli. El teorema afirma que la energía mecánica total de un flujo incompresible y no viscoso (sin rozamiento) es constante a lo largo de una línea de corriente. Las líneas de corriente son líneas de flujo imaginarias que siempre son paralelas a la dirección del flujo en cada punto, y en el caso de flujo uniforme coinciden con la trayectoria de las partículas individuales de fluido. El teorema de Bernoulli implica una relación entre los efectos de la presión, la velocidad y la gravedad, e indica que la velocidad aumenta cuando la presión disminuye. Este principio es importante para la medida de flujos, y también puede emplearse para predecir la fuerza de sustentación de un ala en vuelo.

     Teorema de Bernoulli, principio físico que implica la disminución de la presión de un fluido (líquido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad. Fue formulado en 1738 por el matemático y físico suizo Daniel Bernoulli, y anteriormente por Leonhard Euler. El teorema afirma que la energía total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo. Puede demostrarse que, como consecuencia de ello, el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminución de su presión.

     El teorema se aplica al flujo sobre superficies, como las alas de un avión o las hélices de un barco. Las alas están diseñadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior, por lo que la presión sobre esta última es mayor que sobre la superior. Esta diferencia de presión proporciona la fuerza de sustentación que mantiene al avión en vuelo. Una hélice también es un plano aerodinámico, es decir, tiene forma de ala. En este caso, la diferencia de presión que se produce al girar la hélice proporciona el empuje que impulsa al barco. El teorema de Bernoulli también se emplea en las toberas, donde se acelera el flujo reduciendo el diámetro del tubo, con la consiguiente caída de presión. Asimismo se aplica en los caudalímetros de orificio, también llamados venturi, que miden la diferencia de presión entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diámetro, con lo que se determina la velocidad de flujo y, por tanto, el caudal.

2.1  Fundamentos teóricos visualizacion de flujo

Es necesario caracterizar la naturaleza del flujo, para calcular la cantidad de energía perdida debido a la fricción de un sistema de fluido.  Un fluido lento y uniforme se conoce como flujo laminar, mientras que un flujo rápido y caótico se conoce como flujo turbulento.  Los métodos que se utilizan para calcular la pérdida de energía son diferentes para cada tipo de flujo.  

El tipo de flujo puede determinarse a través del cálculo de un número sin dimensiones, el cual es denominado número de Reynolds, que relaciona las variables más importantes que describen un flujo: velocidad, longitud de trayectorias del flujo, densidad del fluido y viscosidad.

Es importante ser capaces de determinar el carácter del flujo, cuando se analiza un fluido en una corriente de flujo. A continuación se conceptualiza los diferentes tipos de flujos.  (Mott, 1996)

FLUJO LAMINAR: se puede observar este tipo de flujo cuando se abre el grifo de agua lentamente, hasta que el chorro es uniforme y estable.

FLUJO TURBULENTO: si se abre más el grifo, permitiendo que aumente la velocidad del flujo, se alcanzaría un punto en el que el flujo ya no es uniforme ni regular. El agua del chorro parecerá que se mueve de una manera bastante caótica.

FLUJO CRÍTICO: el paso de régimen laminar a turbulento es gradual, no instantáneo. Así, cuando en régimen laminar, forzamos al fluido a adquirir mayor velocidad, comienzan a aparecer ondulaciones que, de persistir en este aumento, llevarán al fluido a alcanzar la turbulencia.

Por otro lado una importante razón para crear un flujo turbulento es promover la mezcla en aplicaciones como:

1. Mezcla de dos o más fluidos.
2. Aceleración de reacciones químicas.
3. Aumento de la transferencia de calor hacia un fluido o fuera de éste.

NUMERO DE REYNOLDS

El número de Reynolds es la relación de la fuerza de inercia sobre un elemento de fluido a la fuerza viscosidad.  El comportamiento de un fluido, en particular en lo que se refiere a las pérdidas de energía, dependen de que el flujo sea laminar o turbulento. Por esta razón, se necesita un medio para predecir el tipo de flujo sin tener que observarlo en realidad. Se demuestra en forma experimental y se verifica de modo analítico, que el carácter del flujo en un conducto depende de las siguientes variables: densidad, viscosidad dinámica del fluido, diámetro del tubo y la velocidad promedio del flujo esto para conductos cerrados ecuación 1. Para conductos abiertos son velocidad, radio, altura, viscosidad cinemática del fluido   ecuación 2. [pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

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