LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS
Enviado por Yicel Valencia Vc • 31 de Mayo de 2022 • Informe • 966 Palabras (4 Páginas) • 68 Visitas
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LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS
COMPUERTA GIRATIRIA
REALIZADO POR
YICELLY VALENCIA CORDOBA
LORENZO DUQUE
PRESENTADO A
JUAN M. BEDOYA
CORPORACIÓN UNIVERSITARIA REMINGTON
Medellín 8/4/22
OBJETIVOS
- Verificar las leyes hidrostáticas para explicar el equilibrio en una compuerta plana giratoria.
- Impulsar al estudiante a contrastes de carácter teórico-experimental para justificar el comportamiento de los fenómenos de interés.
- Familiarizar al estudiante con herramientas estadísticas (regresión lineal, estimación de parámetros).
- Familiarizar al estudiante con el análisis de resultados experimentales.
EXPERIMENTO: COMPUERTA GIRATORIA
Descripción
- El sistema tuerca y barra (Figura 1) ejercen un torque (debido al peso de la tuerca W y de la palanca w) respecto a la articulación (fulcro), de acuerdo con la variación de la distancia D (a mayor D, mayor torque).
- El fluido dentro del tanque ejercerá también un torque sobre la articulación, pero en sentido contrario. Este torque dependerá de la fuerza hidrostática resultante sobre la compuerta (Fh, que depende de la altura H del nivel del agua, el ancho de la compuerta b, y la densidad del fluido 𝝆).
- La compuerta se mantendrá cerrada si el torque ejercido por la fuerza hidrostática resultante es mayor que el ejercido por el contrapeso (sistema tuerca y barra).
- Con la compuerta cerrada se liberará gradualmente el fluido para que disminuya el torque que se ejerce sobre la compuerta. Cuando se rompe el equilibrio de torques, para una altura critica H, la compuerta se abre y se libera todo el fluido almacenado.
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Figura 1. Esquema del dispositivo para el experimento de la compuerta.
Es decir, se debe medir la altura H del fluido correspondientes a diferentes distancias D para el instante en que se abre la compuerta. Esta altura experimental se va a comparar con la altura a la que teóricamente debería abrirse.
Datos y mediciones en el laboratorio
Los siguientes son los datos básicos del sistema compuerta y barra tuerca:
Símbolo | Descripción | Valor |
𝝆 | Densidad (kg/m3) | 1000 |
𝒈 | Gravedad (m/s2) | 9.81 |
𝒃 | Ancho de la compuerta (m) | 0.137 |
L | Longitud desde articulación (m) | 0.415 |
𝑾 | Peso de la tuerca (N) | 2.75 |
𝒘 | Peso de la barra (N) | 2.81 |
𝒍𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂 | Longitud de la barra (m) | 0.41 |
Mediciones en laboratorio se realizaron para distancias D de la tuerca cada 8 centímetros incluyendo el caso en que no se usa la tuerca (D=0) y el contrapeso es ejercido solo por la barra:
D (m) | H (m) |
0 | 0,064 |
0.08 | 0,070 |
0.016 | 0,078 |
0.024 | 0,084 |
0.032 | 0,087 |
0.040 | 0,094 |
Realizar una gráfica tipo dispersión entre ambas variables, H (eje y) vs D (eje x), y analizar el resultado. ¿Qué tan bueno es el ajuste y por qué?
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El ajuste lineal que se muestra en la gráfica anterior se adapta bien a la nube de puntos, por lo tanto, podemos decir que el ajuste de las variables es bueno, porque R2 es muy cercano a (1).
Podemos concluir que a medida que aumentamos la altura del agua (H), la distancia también aumenta, son directamente proporcionales.
Expresión física – matemática:
[pic 4]
Para D = 0
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223.995 - 278.874 + 0.57605 = 0[pic 6][pic 7]
H1 = 0.04632 m H2 = -0.0446 m H3 = 1.2433 m
La H teórica es H1 = 0.04632 m
Para D = 0.08m
[pic 8]
223.995 - 278.874 + 0.79605 = 0[pic 9][pic 10]
H1 = 0.05464 m H2 = -0.05234 m H3 = 1.2427 m
La H teórica es H1 = 0.05464 m
Para D = 0.16m
[pic 11]
223.995 - 278.874 + 1.01605 = 0[pic 12][pic 13]
H1 = 0.06192 m H2 = -0.05898 m H3 = 1.24206 m
La H teórica es H1 = 0.06192 m
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