ECUACIÓN DE BERNOULLI Y ECUACIÓN DE CONTINUIDAD.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA

CAMPUS GUANAJUATO

Carrera: Ingeniería en Sistemas Automotrices-Ingeniería en Aeronáutica

Asignatura: Dinámica de Fluidos

LABORATORIO DE AERODINÁMICA

Práctica: ECUACIÓN DE BERNOULLI Y ECUACIÓN DE CONTINUIDAD.

Integrantes:

Jonathan Velázquez Rosiles

1. OBJETIVO Y HABILIDADES A DESARROLLAR:

Usando las ecuaciones de Bernoulli y la ecuación de continuidad, desarrollar cálculos adecuados que puedan comprobar dichas ecuaciones con mediciones experimentales usando dispositivos

desarrollados en casa y laboratorio.

1. INTRODUCCIÓN Y JUSTIFICACIÓN:

La ecuación de Bernoulli es una relación aproximada entre la presión, la velocidad y la elevación, y es válida en regiones de flujo estacionario e incompresible en donde las fuerzas netas de fricción son despreciables. Pese a su simplicidad la ecuación de Bernoulli demostró que es un instrumento muy potente en mecánica de fluidos. La aproximación clave en la deducción de la ecuación de Bernoulli es que los efectos viscosos son muy pequeños en comparación con los efectos de inercia, gravitacionales y de la presión. Puesto que todos los fluidos tienen viscosidad (no existe un “fluido viscoso”), esta aproximación no puede ser válida para todo un campo de flujo de interés práctico. En otras palabras, no se puede aplicar la ecuación de Bernoulli en todas partes en un flujo, sin importar que la viscosidad del fluido sea pequeña. Sin embargo, resulta que la aproximación es razonable en ciertas regiones de muchos flujos prácticos. Se hace referencia a esas regiones como regiones no viscosas del flujo y se enfatiza que son regiones en donde las fuerzas viscosas o de fricción netas son muy pequeñas en comparación con las otras fuerzas que actúan sobre las partículas del fluido.

1. MATERIAL, HERRAMIENTAS Y EQUIPO DE SEGURIDAD A EMPLEAR:

MATERIAL CANTIDAD·

Recipiente cilíndrico (sección constante) 1 De aproximadamente 45 litros de capacidad, de altura mayor a 0.5 m. Se sugiere usar un trozo de tubería PVC, tapado en el fondo.

Taladro 1·

Tapones de corcho u otro material 2·

Broca para taladrar (diámetro entre 5 a 7mm aproximadamente) 2

Agua Necesaria·

Manguera con conexión para toma de agua 1·

Conexión a una llave de agua 1·

Marcador de tinta permanente 1·

Cronometro 1·

Vernier 1·

Flexómetro 1·

Bandejas para contener el agua 1·

Tablas para registro de datos (tiempo, distancias, etc.) 2.

Cinta canela 1

1. DESARROLLO EXPERIMENTAL:

Procedimiento Parte I

1. Realizar tres perforaciones del diámetro de la broca a diferentes alturas, cuidar que sean redondos perfectos y de bordes afilados para disminuir la fricción.

2. Tapar los orificios con tapones de corcho o cinta canela.

3. Llenar el recipiente de agua a un determinado nivel.

4. Seleccionar un orificio para realizar el análisis.

5. Medir la distancia que existe entre el centro del orificio y la superficie del agua dentro del recipiente.

6. Usando la ecuación de Bernoulli, calcular la velocidad de salida del agua en el orificio del recipiente en función de parámetros como gravedad y altura del agua en el recipiente.

7. Abrir el orificio y medir la distancia máxima que alcanza el chorro de agua al impactar con la superficie horizontal del piso. (Cerrar inmediatamente el orificio de salida).

8. Calcular la velocidad de salida del chorro utilizando ecuaciones de cinemática de tiro parabólico.

9. Calcular la distancia máxima teórica debido al tiro parabólico según la velocidad de salida del agua por el orificio calculada en el paso 6.

10. Comparar la distancia teórica (paso 9) con la distancia experimental (paso 7).

11. Comprobar si la velocidad calculada por medio de la ecuación de Bernoulli en el paso 6 se cumple experimentalmente.

12. Repetir los pasos 5 a 11 para los otros dos orificios.

Procedimiento Parte II

1. Llenar nuevamente el recipiente con agua hasta un determinado nivel.

2. Seleccionar un orificio para analizar.

3. Medir el diámetro del orificio y el diámetro del recipiente.

4. Usando la ecuación de conservación de la masa (forma inte

gral) determinar el tiempo teórico que le toma a una masa de agua (seleccionada arbitrariamente) salir del recipiente.

5. Medir la distancia que existe entre el centro del orificio y la superficie del agua dentro del recipiente.

6. Destapar el orificio realizado en el recipiente e inmediatamente comenzar a cronometrar el tiempo que le toma al agua salir del recipiente.

7. Comparar los resultados del paso 4 y 6.

8. Repetir los pasos 4-7 para dos masas de agua diferentes.

Resultados

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