Desarrollo de Teorema de Bernoulli.guia

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ESTUDIO DEL PRINCIPIO DE BERNOULLI Ref. Equipo: FME-03 / EDIBON S.A.

Ing. Daniel Cárdenas García

ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN 1.1. Ecuación fundamental de la dinámica de los fluidos. 1.2. Ecuación de continuidad. continuidad. 1.3. Teorema de Bernoulli. Bernoulli. 1.3.1. Ecuación de Bernoulli.

2. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO 2.1. Descripción del equipo 2.2. Posibilidades de prácticas 2.3. Especificaciones 2.4. Dimensiones y peso 2.5. Servicios requeridos 3. FUNDAMENTO TEÓRICO 3.1. Teorema de Bernoulli 3.1.1. Determinación de la ecuación de Bernoulli. 3.2. La ecuación de la continuidad. 3.3. Balance de masa. 3.4. Ley de la conservación de la Energía. 3.4.1. Energía de Flujo. 3.4.2. Energía Potencial. 3.4.3. Energía Cinética 3.4.4. Restricciones de la ecuación de Bernoulli 4. PRÁCTICAS DE LABORATORIO 4.1. Cebado del sistema y de los tubos manométricos. 4.1.1. Objetivos 4.1.2. Determinación. 4.1.3. Equipamiento necesario 4.1.4. Procedimiento 4.1.5. Toma de valores de medición 4.1.6. Grafico 4.2. Determinación de la sección exacta del tubo de Venturi. 4.2.1. Objetivos 4.2.2. Equipamiento necesario 4.2.3. Procedimiento 4.2.4. Toma de valores de medición 4.2.5. Grafico 4.2.6. Cuestionario 4.3. Demostración del principio de Bernoulli. 4.3.1. Objetivos. 4.3.2. Equipamiento necesario 4.3.3. Procedimiento. 4.3.4. Toma de valores de medición

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4.3.5. Gráfico 4.3.6. Cuestionario 4.4. Determinación del factor de paso en el tubos. 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1. Conclusiones 5.2. Recomendaciones 6. ANEXOS

1. INTRODUCCIÓN Los principios físicos más útiles en las aplicaciones de la mecánica de fluidos son el balance de materia, o ecuación de continuidad, las ecuaciones del balance de cantidad de movimiento y el balance de energía mecánica. Pueden escribirse de forma diferencial, mostrando las condiciones en un punto del interior de un elemento de volumen, o bien de forma integrada, aplicables a un volumen o masa finitos de fluido. La hidrodinámica es la parte de la física que estudia el movimiento de los fluidos. Este movimiento está definido por un campo vectorial de velocidades correspondientes a las partículas del fluido y de un campo escalar de presiones, correspondientes a los distintos puntos del mismo. Existen diversos tipos de fluidos:

a) Flujo de fluidos a régimen permanente o intermitente: aquí se tiene en cuenta la velocidad de las partículas del fluido, ya sea esta cte. o no con respecto al tiempo b) Flujo de fluidos compresible o incompresible: se tiene en cuenta a la densidad, de forma que los gases son fácilmente compresibles, al contrario que los líquidos cuya densidad es prácticamente cte. en el tiempo. c) Flujo de fluidos viscoso o no viscoso: el viscoso es aquel que no fluye con facilidad teniendo una gran viscosidad. En este caso se disipa energía. Viscosidad cero significa que el fluido fluye con total facilidad sin que haya disipación de energía. Los fluidos no viscosos incompresibles se denominan fluidos ideales. d) Flujo de fluidos rotaciones o irrotacional: es rotaciones cuando la partícula o parte del fluido presenta movimientos de rotación y traslación. Ir rotacional es cuando el fluido no cumple las características anteriores. Otro concepto de importancia en el tema son las líneas de corriente que sirven para representar la trayectoria de las partículas del fluido. Esta se define como una línea trazada en el fluido, de modo que una tangente a la línea de corriente en cualquier punto sea paralela a la velocidad del fluido en tal punto. Dentro de las líneas de corriente se puede determinar una región tubular del fluido cuyas paredes son líneas de corriente. A esta región se le denomina tubo de flujo.

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1.1 ECUACION FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA DE FLUIDOS. Para llegar a ella se trata que sobre un fluido actúan dos tipos de fuerzas: las de presión, por las que cada elemento de fluido se ve afectado por los elementos rodantes, y las fuerzas exteriores que provienen de un campo conservativo, de potencial V.

1.2 ECUACION DE CONTINUIDAD. Esta expresión expresa la idea de que la masa de fluido que entra por el extremo de un tubo debe salir por el otro extremo. En un fluido en movimiento, las moléculas poseen una velocidad determinada, de forma que para conocer el movimiento del fluido, hace falta determinar en cada instante su correspondiente campo de velocidades. En dicho campo es donde se obtiene el llamado tubo de corriente. El tubo de corriente es, por tanto, el espacio limitado por las líneas de corriente que pasan por el contorno de una superficie, situada en el seno de un líquido. Para obtener la expresión de continuidad hay que partir de un elemento de volumen en forma de paralelepípedo de elemento de volumen dV, y lados dx, dy y dz. Tratamos una pequeña masa de fluido que se mueve en un tubo. En la posición 2, con una sección de valor A 2, el fluido tiene una rapidez v2 y una densidad 2.Corriente abajo en la posición A las cantidades son A1 , v1 y 1 . Puesto que ningún fluido puede atravesar las paredes del tubo, entonces el gasto másico debe ser el mismo entre los dos puntos. Matemáticamente:

A2 v2

2

=

1 A1

v1

Esta ecuación es una particularidad de la ecuación de continuidad y está definida para el caso de fluidos incompresibles, es decir de densidad constante y estacionaria, por tanto, la velocidad en cada punto es siempre la misma, aunque varíe de unos puntos a otr os.

1.3 TEOREMA DE BERNOULLI. 1.3.1 ECUACIÓN DE BERNOULLI Para el caso de un flujo irracional a régimen permanente de un fluido incompresible no viscoso, es posible caracterizar el fluido en cualquier punto de su movimiento si se especifica su rapidez, presión y elevación. Estas tres variables se relacionan con la ecuación de Bernoulli (1700-1782). En este caso hay que tener en cuenta dos consideraciones:

Siempre que un fluido se desplace en un tubo horizontal y se encuentre en una región donde se reduce la sección transversal entonces hay una caída de presión del fluido.

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Si el fluido se somete a un aumento en su elevación, entonces la presión en la parte inferior es mayor que la presión en la parte superior. El fundamento de esta afirmación es el estudio de la estática de fluidos. Esto es verdad siempre y cuando no cambie la sección transversal del tubo. La ecuación de Bernoulli se postula como: “en dos puntos de la línea de corriente en un fluido en movimiento, bajo la acción de la gravedad, se verifica que la diferencia de las presiones hidrodinámicos es igual al peso de una columna de fluido de base unidad y altura la diferencia entre los dos puntos”. La ecuación de Bernoulli tiene las siguientes propiedades: a) modificar la altura significa una compensación en la variación de la presión o en la velocidad b) La velocidad en un tubo de sección cte. es también constante. c) El pío. De conservación de energía permite utilizar la ecuación en tubos rectos y de sección transversal cte. o en tubos de sección variable. d) Para aplicar esta ecuación es esencial identificar las líneas de corriente y seleccionar unas estaciones definidas agua arriba y abajo en el fluido. Las estaciones se eligen por conveniencia.

Fig.1 Imagen Ecuación de Bernulli

2. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO 2.1. Descripción del equipo. a) El equipo FME03 - EDIB0N sirve para estudiar el principio de Bernoulli. b) Como objeto de medición se utiliza un tubo de Venturi con 8 puntos de medición de la presión. c) Las 7 presiones estáticas se muestran en un panel con 8 manómetros. d) Además, se puede medir la presión total en distintos puntos del tubo de Venturi. e) La presión total se indica en un segundo manómetro. f) La medición se efectúa mediante una sonda móvil en sentido axial respecto al tubo de Venturi. La sonda está cerrada herméticamente con una empaquetadura para prensaestopas. g) El suministro de agua tiene lugar mediante el FME00 - EDIB0N Módulo básico para hidrodinámica o a través de la red del laboratorio. h) El FME00 - EDIB0N permite crear un circuito cerrado de agua.

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

















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En el equipo FME03 - EDIB0N, el elemento fundamental para el ensayo lo constituye un conducto transparente (Tubo de Venturi) (5), de mecanización muy precisa, que, en una presión de su longitud, presenta un cambio gradual de su sección transversal y que va provisto de ocho tomas de presión, gracias a las cuales se pueden medir, simultáneamente, los valores de la presión estática a cada uno de esas ocho secciones. En cada extremo del conducto ( 5) existe una pieza de unión universal desmontable con el fin de poder situarlo fácilmente, según convenga durante el ensayo, en posición convergente o divergente respecto del sentido de la corriente. Se dispone, así mismo, de una sonda (tubo de Pitot) (7), que puede desplazarse a lo largo del interior del conducto y dar a conocer la altura de carga total en cualquiera de las secciones de éste. Para evitar que la sonda pueda dañarse durante algún traslado o almacenamiento del aparato conviene que quede insertada completamente dentro del conducto. La sonda se puede desplazar a lo largo del conducto tirando de ella hacia afuera o empujando hacia dentro, aflojando ligeramente la tuerca que lo sostiene. Las ocho tomas de presión están conectadas con un panel de tubos manométricos (10) de agua presurizada. La presurización se efectúa mediante la bomba manual conectada a la válvula de entrada de aire, que está acoplada en el panel, a través de un tubo flexible y una válvula anti-retorno. Dicha bomba está situada en la parte posterior del panel manométrico. Para su utilización, el aparato se situara sobre la encimera del Banco Hidráulico y se nivelará los pies de sustentación, que son ajustables. El conducto de entrada (8) dispone en su extremo, de un conector hembra que puede acoplarse directamente a la boquilla de impulsión del Banco Hidráulico. El extremo de un conducto flexible, conectado a la salida ( 3) del aparato, deberá desaguar en el tanque volumétrico. El caudal y la presión, en el aparato, sed pueden modificar, independientemente, regulando la válvula de control ( 4) y la válvula de suministro del Banco Hidráulico. El equipo consta de: Panel de ejercicios (1).  Manómetro de tubito simple (2).  Tubo de salida (3).  Válvula de bola de salida (4).   Tubo de Venturi con puntos de medición de la presión (5)  Empaquetadura para prensaestopas (6)  Cabeza de medida de la presión total, Tubo de Pitot (móvil en sentido axial)l (7)  Empalme de manguera de suministro de agua (8)  Válvula de bola de entrada (9)  Manómetro de 8 tubitos (distribución de la presión en el tubo de Venturi) (10)

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Fig. 2 Comp onentes del equipo

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2.1. Posibilidades de ensayos.    

Determinación de la sección exacta en el tubo de Venturi Demostración del principio de Bernoulli Mediciones de la presión a lo largo del tubo de Venturi Determinación del factor de paso.

2.2. Especificaciones.    

Rango del manómetro: 0 – 300 mm de agua Numero de tubos manométricos: 8. Diámetro de estrangulamiento aguas arriba: 25 mm Estrechamiento:  Estrechamiento aguas arriba: 10º.  Estrechamiento aguas abajo: 21º.

2.3. Dimensiones y peso.   

Dimensiones aproximadas: 800 x 450 x 700 mm. Volumen aproximado: 0.25 m3 Peso aproximado: 15 Kg.

2.4. Servicios requeridos   

Banco hidráulico (FME00) ó Grupo Hidráulico (FME00/B) - EDIBON Caudalímetro (no suministrado con el equipo). Cronometro (no suministrado con el equipo).

3. FUNDAMENTO TEÓRICO 3.1. Teorema de Bernoulli 3.1.1. Determinación de la Ecuación de Bernoulli. Rapidez de flujo de fluido.- La cantidad de flujo que fluye en un sistema por unidad de tiempo se puede expresar de las siguientes maneras:

Rapidez de flujo de volumen (Q): Es el volumen de flujo de fluido que pasa por una sección por unidad de tiempo (más conocida como CAUDAL).

Q=v A Donde:  

v: velocidad promedio del flujo A: área de la sección transversal

Rapidez de flujo de peso (W): Es el peso de fluido que fluye por una sección por unidad de tiempo.


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W=γ Q Donde:  

γ: peso específico del fluido (N/m 3) Q: rapidez de flujo de volumen (Caudal)o caudal

Rapidez de flujo de masa (M): Es la masa de fluido que fluye por una sección por unidad de tiempo.

M=ρ Q Donde:  

ρ: densidad del fluido Q: rapidez de flujo de volumen o caudal

3.2. La ecuación de continuidad. La ecuación general de conservación de una propiedad (Masa, momento, energía, carga eléctrica) está dada por: Propiedad que ingresa Propiedad que se genera Propiedad que sale Propiedad que se acumula al volumen de control + en el volumen de control - del volumen de control = en el volumen de control por unidad de tiempo por unidad de tiempo por unidad de tiempo por unidad de tiempo



Si un fluido fluye desde la sección 1 hacia la sección 2 con rapidez constante, es decir, si la cantidad de fluido que pasa por cualquier sección en un cierto tiempo dado es constante, entonces la masa de fluido que pasa por la sección 2 en un


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




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tiempo dado debe ser la misma que la que fluye por la sección 1, en el mismo tiempo. Entre las secciones 1 y 2 no hay ni generación ni acumulación de masa por unidad de tiempo, esto es:

M1 = M 2

Como M = ρ•v •A , entonces:

ρ1 


v1 A1 = ρ2 v 2 A2

Si el fluido que circula entre las secciones 1 y 2 es incompresible (ρ1 =ρ2 ), la ecuación de continuidad se expresa por:

A1 . v1 = A2 . v2 Q1 = Q2 3.3. Balance global de masa.- Si se considera un flujo a régimen permanente y homogéneo a través de una porción de tubería, se cumple:

a) En el elemento diferencial : i) el caudal volumétrico dQ, será :

dQ = < v > × dA ii) el flujo másico dw, será:

dw = ρ

× dQ = ρ × < v > × dA

b) En el plano 1 :

Q1 = < v1 > × A1 w1 = ρ1 × < v1 > × A1 c) En el plano 2 :

Q2 = < v2 > × A2 w2 = ρ2 × < v2 > × A2 Aplicando la ecuación general de conservación de materia: Masa que ingresa al volumen de control por unidad de tiempo

Masa que se genera +

en el volumen de control por unidad de tiempo

Masa que sale del volumen de control = por unidad de tiempo

Masa que se acumula en el volumen de control por unidad de tiempo

y considerando que no hay generación de masa en el volumen de control, tenemos:


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{ρ1 × < v1 > × A1} + { 0 } - { ρ2 × < v2 > × A2} = {dM/dt } Δw = w1 – w2 = dM/dt Donde:

A = área de la sección transversal v = velocidad ρ = densidad del fluido

 

La noción de estabilidad se demuestra considerando la estabilidad vertical de un objeto flotante. Si el objeto se eleva una pequeña distancia. La fuerza de flotación disminuye y el peso del objeto lo regresa a su posición original.

3.4. Ley de conservación de la energía: la energía no puede ser creada ni destruida, solo se transforma de un tipo en otro. Cuando se analizan problemas de flujo en conductos, es necesario considerar tres formas de energía:

3.4.1. Energía de Flujo (llamada también Energía de presión o trabajo de flujo): Representa la cantidad de trabajo necesario para mover el elemento de fluido a través de una cierta sección en contra de la presión p. Donde:

w = peso del fluido p = presión

γ = peso específico del fluido .

3.4.2. Energía Potencial: Debido a su elevación, la energía potencial del elemento de fluido con respecto a algún nivel de referencia está dada por:

3.4.3. Energía Cinética: Debido a su velocidad la energía cinética del elemento de fluido es:



La cantidad total de energía que posee el elemento de fluido será la suma de las tres energías anteriores:

E = EF + EP + EK

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



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Considere un elemento de fluido que pasa por las secciones 1 y 2 (tal como se muestra en la figura):

La energía total en la sección 1 es:



La energía total en la sección 2 es:



Si entre las secciones 1 y 2 no se agrega ni se pierde energía, entonces el principio de conservación de la energía establece que:

E1 = E2

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Simplificando el peso w del elemento de f luido, se obtiene la Ecuación de Bernoulli

ECUACIÓN DE BERNOULLI 

La Ecuación de Bernoulli se deriva del Principio de Conservación de la Energía Mecánica.

3.4.4.

Restricciones de la ecuación de Bernoulli. Es válida solamente para fluidos incompresibles, puesto que el peso específico del fluido se tomó como el mismo en las dos secciones de interés. No puede haber dispositivos mecánicos entre las dos secciones de interés que pudieran agregar o eliminar energía del sistema, ya que la ecuación establece que la energía total del f luido es constante. No puede haber transferencia de calor hacia adentro o afuera del sistema. No puede haber pérdidas de energía debidas a la fricción


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4. PRÁCTICAS DE LABORATORIO 4.1. Práctica Nº 1: Cebado del sistema y de los tubos manométricos. 4.1.1. Objetivo: 



En esta sección, se explica el procedimiento a seguir para un correcto llenado del sistema y de los tubos manométricos. Para realizar esta práctica se utiliza un tubo de Venturi conectado a un banco hidráulico que suministra un flujo continuo de agua.

4.1.2. Como llenar los tubos manométricos  





Llenar con agua el tanque volumétrico del Banco Hidráulico FME-00. Coloque el equipo de ensayo en el Banco Hidráulico FME-00 de forma que la salida de agua vaya a parar al canal. Conectar Banco Hidráulico FME-00 y el equipo FME-03 en los tubos de entrada y salida de agua correspondientes. Ajustar la tuerca racor (1) del prensaestopas de sonda de forma que la sonda se pueda mover fácilmente.

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

 









 


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Cerrar la válvula de control del Banco Hidráulico (VC-L1) y cerrar también la válvula de control de flujo del equipo (VCC-L2). Poner en marcha la bomba de agua Abrir completamente la válvula (VCC-L2) y abrir despacio la válvula (VC-L1) hasta que se alcance un flujo máximo. Cuando todos los tubos manométricos están completamente llenos de agua y no hay ninguna burbuja de aire, ciérrese (VC-L1) y (VCC-L2). Es muy importante seguir este orden ya que, de lo contrario, los tubos manométricos se llenaran de aire. El banco hidráulico tiene un deposito (D1) del cual se extrae agua por medio de una bomba hidráulica eléctrica. Usando la llave (VC-L1) se regula el caudal de agua que suministra esa bomba al tubo de Venturi (TV), y por medio de la llave (VCC-L2) se regula el caudal que sale del tubo de Venturi en dirección a un segundo deposito (D2) en el cual se miden volúmenes de agua. El tubo de Venturi consiste en un tubo cuya sección disminuye o aumenta en el sentido de la corriente del fluido, y a lo largo del cual se han practicado una serie de pequeños orificios. A estos orificios se conectan tubos verticales en los que se mide la presión del fluido registrando la altura de las columnas de agua correspondientes. Es muy importante que el equipo sea un compartimento estanco. Retírese la válvula anti-retorno o ábrase la válvula de purga (3).


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



 


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Abrase despacio la válvula (VCC-L2). Se puede observar como l os tubos comienzas a llenarse de aire. Cuando todos los tubos han obtenido la altura deseada (70 u 80 mm),cierre la válvula (VCC-L2) y coloque la válvula anti retorno o cierre la válvula de purga. En este momento, todos los tubos tienen el mismo nivel de agua. Repetir los pasos descritos para lo diferentes ensayos con el equipo FME03.

4.2. Práctica Nº 2: Determinación de la sección exacta del tubo de Venturi. 4.2.1. Objetivo: El propósito de este ensayo es obtener por medio del tubo de Pitot y las medidas piezométricas el valor exacto de las diferentes secciones del tubo

de Venturi.

Como se ha verificado en la sección anterior, la determinación de la sección exacta en el tubo de Venturi en el que se mide la presión, permite obtener la presión hidrostática exacta del sistema y verificar la ecuación de Bernoulli. Sin embargo, el conocimiento de estas secciones no es un trabajo fácil, no obstante, los cálculos deben ser realizados en concordancia con esta sección interna del tubo convergente – divergente.

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4.2.2. Equipamiento necesario El equipo para Determinación de la sección exacta del tubo de Venturi consta de un tubo de Venturi, un tubo de Pitot, 8 tubos manométricos, y otros que se emplean en combinación con la cubeta del Banco Hidráulico FME-00, los que son: 1. Equipo FME 03 2. Cronometro (no suministrado) 3. Probeta de plástico graduado

4.2.3. Procedimiento a. Conectar el equipo al Banco Hidráulico o Grupo Hidráulico en sentido convergente o divergente. El sentido no es muy importante en esta práctica. como se indica en la fig. 2

F i g . 2 Di a g r a m a d e l c i c l o d e f l u j o d e a g u a d e l e q u i p o F M E 0 3

b. Llenar todos los tubos manométricos como se indica en el apartado 4.1.2. c. Encender la bomba hidráulica del Banco Hidráulico FME00. d. Abrir la válvula de caudal del Banco Hidráulico (VC-L1) y la válvula de regulación del equipo (VC-L2) y ajustar simultáneamente ambas para regular el nivel de agua en los manómetros de forma que no excedan los límites inferior y superior del área de medición (4-5).

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e. Si la llave (VC-L2) deja pasar más agua que la (VC-L1) se vaciaran los tubos f.

g. h. i. j. k. l. m. n. o. p.

de medición, y el propio tubo de Venturi. Si deja pasar menos agua, las columnas de agua rebosaran los tubos de medición. Fijar un caudal para ello debe Medir el caudal utilizando la probeta de plástico graduada. Provistos de un cronometro, medir cuanto tiempo tarda en recogerse un determinado volumen de agua en la probeta. Promediando una serie de 8 medidas se obtendrá el valor del caudal.y anotar su valor. Colocar el tubo de Pitot en la primera toma de m ínima sección. Esperar a que la altura en el tubo manométrico de Pitot se estabilice. Este proceso puede tardar unos minutos. Cuando la altura de ambos tubos sea estable, determinar la diferencia de altura entre los dos tubos manométricos; presión estática “hi” y presión total “hTP” (Tubo de Pitot). La diferencia corresponde a la presión cinética dada por “V2 /2g”. Determinar la sección con la siguiente ecuación: S=Q / V Donde: Q = caudal del agua V = velocidad obtenida en dicha sección. Repetir los pasos descritos anteriormente para cada toma de presión Repetir los pasos previos para diferentes caudales de agua. Para cada caudal de agua la sección debe ser mas o menos la misma. Calcular la medida de las secciones obtenidas con diferentes caudales de agua. Se recomienda caudales de agua de 10 l/min, 20 l/min y 30 l/min.

4.2.4. Toma de valores de medición 

Con los valores obtenidos en la práctica, para caudales de 10 l/min, 20 l/min y 30 l/min, elaborar las siguientes tablas.


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h TP - h1


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Q 1 =10 l/mi n.

Q 2 =10 l/min .

Q 3 =10 l/min .

  √     

  √     

  √     

h TP – h2 h TP – h3 h TP – h4 h TP – h5 h TP – h6 Tabla 1

 

 

 

 

 

 

= (A 1 + A 2 + A )/3 3

h TP - h1 h TP – h2 h TP – h3 h TP – h4 h TP – h5 h TP – h6 Tabla 2

4.2.5. Gráfico 

Con los valores obtenidos en la tabla, elaborar un gráfico.

4.2.6. Cuestionario. C1. ¿ A qué cree Ud. que es debida la diferencia entre A1, A2 y A3? 4.3. Práctica Nº 3: Demostración del principio de Bernoulli. 4.3.1. Objetivos: E objetivo de esta práctica es la demostración de la ecuación de Bernoulli. Tenemos la presión estática y total en las diferentes secciones del tubo de Venturi (S0, S1, S2, …).


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La energía total es constante en todas las secciones:

ET = Es + Ek Donde:

Es = Pi / 

Altura piezométrrica: es la altura de una columna de agua asociada con la presión del campo gravitacional. 2 Ek= V / 2g Altura cinética. La presión estática es medida por la altura de la columna de agua, y la energía cinética es medida por la diferencia de altura entre el manómetro de Pitot y la lectura estática (otros manómetros). Por otro lado, la velocidad del agua puede ser obtenida con la siguiente ecuación: Donde:

V=Q/S

Q = caudal del agua S = sección del tubo

Estas secciones pueden obtenerse en la práctica anterior. (usar las secciones obtenidas.

4.3.2. Equipamiento necesario. El equipo para demostrar el Principio de Bernoulli consta de un tubo de Venturi, un tubo de Pitot, 8 tubos manométricos y otros, que se emplean en combinación con la cubeta del Banco Hidráulico FME-00, los que son: 1. Equipo FME 03 2. Cronometro (no suministrado) 3. Probeta de plástico graduado

4.3.3. Procedimiento experimental. a. Colocar el equipo en posición divergente – convergente de acuerdo con la b. c. d. e. f. g. h. i.

dirección del caudal de agua. Conectar la manguera de entrada del equipo al conector rápido del Banco Hidráulico La otra manguera se coloca en el desagüe del Banco o Grupo Hidráulico Llenar todos los tubos manométricos como se indica en el apartado 4.1.2 Mover el tubo de Pitot hacia la posición de la primera toma de presión. Anotar la altura obtenida mediante los dos tubos manométricos (estático y de Pitot). Mover el tubo de Pitot hacia la siguiente toma de presión y anotar la lectura. Repetir los pasos previos para cada toma de presión. Completar la tabla.

4.3.4. Toma de valores de medición. 

Con los valores obtenidos en la práctica, para caudales de 10 l/min, 20 l/min y 30 l/min, elaborar la siguiente tablas.


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Caudal

m3/s



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Sección

Velocidad media

Altura cinética

Altura piezométrica

Altura cinética + Piezométrica

Pitot

m2

m/s

m.c.a.

m.c.a.

m.c.a.

m.c.a.

10 20 30

Tabla 3

4.3.5. Grafico. Con los valores obtenidos en la práctica, elaborar un gráfico

4.3.6. Cuestionario y resultados. C1. Comentar la validez de la ecuación de Bernoulli para el sistema objeto de ensayo para: a. Flujo convergente b. Flujo divergente C2. Anótese en la tabla los datos obtenidos. Para cada valor, determínese la velocidad del fluido para cada posición de estrangulamiento. Determínese la altura cinética para cada posición de estrangulamiento.

C3. ¿Coinciden estas alturas totales con la altura total medida con la sonda?. C4. Si son diferentes, ¿Cuáles son las razones?. NOTA: Las posiciones de estrangulamiento en la sección de prueba se han seleccionado para generar cambios uniformes en la presión estática, y tienen como resultado una línea recta nominal en los seis tubos manométricos relevantes.

NOTA: El panel manométrico no indica el verdadero perfil de la presión estática en la sección de prueba.

4.4. Práctica Nº 4: Determinación del factor de paso. 4.4.1. OBJETIVOS: 4.4.2. Equipamiento necesario 4.4.3. Procedimiento 4.4.4. Cálculos


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4.4.5. Toma de valores de medición: 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. Conclusiones 5.2. Recomendaciones 6. ANEXOS


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