Tiempo de escurrimiento
Enviado por Carlos Aldair Velasquez • 7 de Julio de 2019 • Informes • 2.103 Palabras (9 Páginas) • 195 Visitas
[pic 1][pic 2]
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA[pic 3]
LABORATORIO N°3: TIEMPO DE ESCURRIMIENTO DE FLUIDOS
CURSO: OPERACIOES Y PROCESOS METALURGICOS I
DOCENTE: ING LOVERA
ALUMNOS:
- VELASQUEZ LUMBRE CARLOS
- SEVILLA PALOMINO RICARDO
- ROMERO CHAVEZ JUNIOR
- DELGADO TANTALEAN PAUL
- [pic 4]
INTRODUCCIÓN.
Para el comportamiento de esta práctica número 3, elaboramos una serie de pruebas con el agua de caño en diferentes tubos de salida.
En la cual apreciamos las propiedades físicas de este líquido a prueba, como son las viscosidades, densidad, la gravedad, así como también el tiempo de escurrimiento de esta. Aprendimos a diferenciar si un determinado fluido tiene un tipo de régimen laminar, que es aquel movimiento de un fluido cuando este es perfecto y ordenado, estratificado de manera que el fluido se mueve en láminas paralelas, se caracteriza porque el movimiento de las partículas del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante regulares, separadas y perfectamente definidas. Todo lo contrario con un régimen turbulento, que es el movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos; o en la transición entre ambos regímenes.
RESUMEN.
Al ejecutar los experimentos vimos que en el tiempo de escurrimiento se nota claramente las propiedades del líquido, corroborando con los libros. Los regímenes laminar y turbulento, se apreció al inicio del líquido conforme este descendía el nivel del agua y también la presión lo hacía tomando un régimen laminar a una velocidad constante hasta un determinado tiempo y altura del recipiente, mientas llegaba a la etapa final del volumen se observó un régimen turbulento de poca notoriedad, entiéndase por régimen turbulento las partículas del fluido tienen una trayectoria irregular con regiones donde se producen torbellinos.
Se midió el tiempo de escurrimiento en dos recipientes (un recipiente con abertura en la pared lateral y un recipiente con abertura en la base). Con la cual se tomó un orifico de salida diferente (3 tubos diferentes de diámetro) para cada experimento al igual para ambos recipientes.
El cálculo se tomó en cuenta del experimento anterior de algunos resultados para contrastar los resultados obtenidos en esta práctica, así obtuvimos de algunas fórmulas constantes de libro sacados de la biblioteca de la escuela.
Objetivos
- Visualizar los regímenes laminar y turbulento en el escurrimiento de fluidos.
- Medir el tiempo de escurrimiento como función de longitud del tubo de salida.
- Emplear modelos que cuantifiquen el tiempo de escurrimiento de diferentes fluidos.
- Correlacionar los datos experimentales con los calculados para las distintas condiciones geométricas y las propiedades del fluido.
Materiales.
- Balde de plástico ( 20 -30 ml )
- Tubos de pirex diferentes diámetros (3)
- Agua
- Papel milimetrado
Fundamento Teóricos.
Balance de Energía
Se evacua el líquido de un tanque vertical mediante un tubo, también vertical conectado a su fondo. El fluido que contiene es de densidad y viscosidad constantes (Newtonianos e incompresibles en condiciones isotérmicas).
Un balance en estado de régimen, con las suposiciones que se pueden despreciar: la pérdida a la entrada del tubo y la energía cinética del líquido que abandona el tanque, permiten vincular el tiempo de escurrimiento con las dimensiones del sistema y las propiedades del fluido.
Un balance de energía a la salida del tubo nos permite encontrar la velocidad del fluido en el tubo de salida.
…………(1.0)[pic 5]
Donde:
f = Factor de Fricción
g = Aceleración de la gravedad
H = Profundidad del líquido dentro del tanque
L = Longitud del tubo
Ro = Radio del tubo
Régimen Laminar.
Se tiene el siguiente valor para f:
……... (2.0)[pic 6]
El Número de Reynolds se tiene:
…… (3.0)[pic 7]
La velocidad del fluido será entonces:
………… (4.0)[pic 8]
Régimen Turbulento.
Se tiene que en el interior de tubos lisos se aplica la fórmula de Blasius:
……... (5.0)[pic 9]
La velocidad del fluido será entonces: (0.0791)1/7L4/71/7[pic 10]
………… (6.0)[pic 11]
Balance de Masa
En función de la geometría del sistema se tiene:
……………………..(7.0)[pic 12]
Donde:
R = Radio del Tanque
t = Tiempo
Tiempo de Escurrimiento.
Uno de los ejemplos más ilustrativos de la ecuación de Bernoulli es el frasco de Mariotte. Este sencillo dispositivo nos proporciona un caudal constante mientras el nivel de líquido en el recipiente esté por encima del extremo inferior del tubo vertical.
[pic 13] | Aplicando la ecuación de Bernoulli a los puntos 0 (extremos inferiores del tubo vertical) y 1 (orificio de salida o entrada del tubo horizontal), tendremos [pic 14] Teniendo en cuenta que la diferencia de alturas y0-y1=h, que la presión p0 en el extremo inferior del tubo vertical es la presión atmosférica pat, y que v0» 0, ya que la sección del recipiente es mucho mayor que la sección del orificio de salida. [pic 15] (1) |
El tubo horizontal
[pic 16]
Para un tubo horizontal de sección uniforme la ecuación de continuidad implica que v1=v2=v. Los puntos 1 y 2 están a la misma altura y1=y2=0, y la presión a la salida del tubo es la atmosférica p2=pat.
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