Informe de laboratorio #7: Principio de continuidad y ecuación de Bernoulli

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Informe de laboratorio #7: PRINCIPIO DE CONTINUIDAD Y ECUACIÓN DE BERNOULLI.

MOISÉS JOSÉ MARTÍNEZ VEGA

 MECANICA DE FLUIDOS

UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA SECCIONAL MONTERÍA

ESCUELA DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA

INGENIERÍA CIVIL

 MAYO DE 2023

CONTENIDO

OJETIVO        2

JUSTIFICACIÓN.        3

MARCO TEÓRICO        3

METODOLIGÍA        4

CALCULOS        5

ANÁLISIS Y RESULTADOS        5

CONCLUSIONES        6

REFERENCIAS        7

OJETIVO

• Validar mediante experimentos el principio de continuidad: Este principio postula que el caudal de un fluido incompresible se mantiene constante a lo largo de un conducto o tubería, siempre y cuando no haya pérdidas ni interacciones significativas con el entorno.
• Explorar las diversas aplicaciones del principio de continuidad: El principio de continuidad encuentra numerosas aplicaciones en los campos de la ingeniería y la física de fluidos.
• Investigar en profundidad la fórmula de Bernoulli: La fórmula de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido en movimiento a lo largo de una línea de corriente, muestra una relación entre la presión, la velocidad y la altura potencial del fluido.
• Analizar los efectos prácticos derivados de la ecuación de Bernoulli: Además de comprender la ecuación de Bernoulli, es importante establecer metas para investigar los efectos prácticos que se derivan de su aplicación.
• Realizar mediciones y cálculos precisos: Uno de los objetivos fundamentales en un laboratorio de mecánica de fluidos consiste en asegurar la precisión y confiabilidad de las mediciones y cálculos realizados.
• Documentar y comunicar los resultados: Para consolidar el aprendizaje y compartir los descubrimientos, es recomendable fomentar la práctica de documentar los experimentos llevados a cabo, los datos obtenidos y las conclusiones alcanzadas.

JUSTIFICACIÓN.  

El objetivo principal de esta práctica de laboratorio es examinar el principio de continuidad y la ecuación de Bernoulli en el ámbito de la mecánica de fluidos, centrándose específicamente en su aplicación en la ingeniería civil. Estos conceptos son fundamentales para comprender y analizar el comportamiento de los flujos de fluidos en diversos sistemas hidráulicos y de transporte, lo cual desempeña un papel crucial en la ingeniería civil.

En la ingeniería civil, el manejo y control adecuado de los fluidos es esencial en una amplia gama de aplicaciones, como el diseño y cálculo de sistemas de suministro de agua potable, redes de distribución de agua, sistemas de drenaje pluvial, canales de riego, sistemas de saneamiento y alcantarillado, entre otros. El principio de continuidad, que establece que la masa de fluido que atraviesa una es constante en un flujo estable, resulta esencial para asegurar un transporte eficiente sección y sin pérdidas en estos sistemas.

Por su parte, la ecuación de Bernoulli es una herramienta invaluable en el diseño y análisis de sistemas hidráulicos en la ingeniería civil. Esta ecuación nos permite comprender cómo varían la presión, la velocidad y la altura de un fluido en un flujo constante, lo cual es esencial para el dimensionamiento de tuberías, la selección de bombas y la determinación de caudales en canales y sistemas de riego. Además, la ecuación de Bernoulli desempeña un papel fundamental en el estudio de fenómenos como la cavitación y la energía hidráulica, aspectos cruciales en el diseño de presas, centrales hidroeléctricas y sistemas de aprovechamiento de energía.

La comprensión y estudio de estos principios y ecuaciones son indispensables para los ingenieros civiles, ya que les permiten analizar y diseñar sistemas hidráulicos eficientes, seguros y sostenibles. La correcta aplicación del principio de continuidad y la simulación de Bernoulli en proyectos de ingeniería civil puede contribuir a la optimización de los sistemas de transporte de fluidos, la conservación de los recursos hídricos, la prevención de inundaciones, el diseño de estructuras hidráulicas y la planificación de proyectos de infraestructura.

MARCO TEÓRICO

• Tensión superficial.

La tensión superficial es una fuerza que busca reducir el área de la superficie libre de un líquido. Se origina debido a un desequilibrio de fuerzas en las moléculas de la superficie del líquido, y actúa hacia el interior del líquido desde su superficie.

• Capilaridad.

La capilaridad se refiere a la capacidad de un líquido para ascender o descender en un medio poroso, como un tubo delgado. Esto se observa especialmente en medios porosos con diámetros menores a 10 mm.

La capilaridad está influenciada por la tensión superficial y depende de la relación entre las fuerzas de cohesión del líquido y las fuerzas de adhesión entre el líquido y las paredes del medio poroso. En resumen, la capilaridad es el resultado de la interacción de diferentes fuerzas en un líquido dispuesto en un recipiente, como las fuerzas de cohesión, la tensión superficial y las fuerzas de adhesión.

• Capilaridad en un fluido.

Cuando se sumerge un tubo delgado en un fluido, el nivel del fluido se elevará o disminuirá dependiendo de la relación entre las fuerzas de cohesión intermoleculares del fluido y las fuerzas de adhesión entre el fluido y la superficie del tubo, así como el ángulo de contacto con la superficie. En la mayoría de los fluidos, como el agua, se produce una elevación capilar, mientras que en fluidos como el mercurio se produce una depresión capilar. En ambos casos, es posible calcular el cambio en la elevación del fluido mediante una expresión matemática. Para ello, se identifican las fuerzas que actúan sobre el volumen de fluido que ha ascendido o descendido.

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