La primera experiencia de este laboratorio tiene por objetivo deter minar el valor de la constante “e”

Resumen

La primera experiencia de este laboratorio tiene por objetivo deter

minar el valor de la constante “e”

, cifraque representa el efecto de roce propio de un fluido. Para ello se utilizará un viscosímetro, al quegradualmente se le agregara en su interior cierto volumen de aceite. Con esto se mostrara la variación del

tiempo “t” y la altura “l”

, en contraste con una masa que se mantendrá constante. Para la segundaexperiencia el objetivo se basará en determinar la viscosidad absoluta que presenta el fluido, para lograr laobtención de este dato se deberá llenar el espacio entre los cilindros completamente con aceite,manteniendo el nivel constante, e ir modificando la masa. Finalmente para la última experiencia sepretende demostrar el efecto que produce la temperatura en la viscosidad, para hacerlo se realizaranmodificaciones de la temperatura aumentándola paulatinamente hasta unos 60ºC, se mantendrá constantela masa y la cantidad de aceite en el viscosímetro. Para llevar a cabo estos objetivos se realizaran 6mediciones en cada una de las experiencias

Introducción

La materia fundamentalmente se divide en sólidos y fluidos, y estos últimos en líquidos y gases. Un fluidoes parte de un estado de la materia que no posee un volumen definido, si no que se adapta a la forma delrecipiente que lo contiene y que además tiene la capacidad de fluir al aplicársele fuerzas externas. Lasfuerzas sobre los fluidos se dividen en internas y externas. Las primeras están relacionadas con la presiónque son consecuencia natural de la fluidez, o sea de la propiedad que tienen los fluidos de ponerse enmovimiento bajo la acción de cualquier fuerza. Dentro de las fuerzas internas está también la viscosidad,la resistencia que presentan los fluidos a ponerse en movimiento provocado por la fricción que hay entrelas diferentes capas de fluido, específicamente en las interacciones de entre las moléculas, la quedisminuye al aplicar temperatura. Los llamados fluidos ideales presentan una viscosidad despreciable adiferencia de los llamados viscosos, los cuales presentan una viscosidad no nula. Cuando la viscosidad semantiene constante a lo largo del tiempo, estamos en presencia de lo que se conoce como un fluidonewtoniano, tal es el caso de los gases y de sustancias como la miel y el aceite, entre otras. Si laviscosidad varía, entonces se trataría de un fluido no newtoniano (pseudoplásticos, plásticos ideales odilatantes.)

CONCLUSIONES

De la primera experiencia podemos concluirque los cálculos fueron hechos de manera

correcta, ya que el valor obtenido de “e” es

negativo, tal como teóricamente debe ser.Además podemos deducir que a medida queel nivel de aceite aumentada mayor era elroce entre los cilindros y el fluido pues sutiempo de caída era mayor

Introducción

La ecuación de Bernoulli representa la energía total que existe en un punto determinadode un flujo. Esta energía está compuesta por la suma de la energía de presión, la energíacinética y la energía potencial. La aplicación de esta ecuación se realiza bajodeterminadas condiciones que se nombran a continuación:

•

Régimen permanente.

•

Flujo sin adición de calor o trabajos externos.

•

Fluido sin variación de energía interna.

•

Flujo incompresible.

•

Ausencia de pérdida de energía debido al roce.

•

Flujo uniforme.Cumplir con las cuatro primeras condiciones no representa un problema pero sí lorepresenta las dos últimas condiciones, pues no son reales. Todo fluido tiene una ciertaviscosidad que puede ser pequeña o muy grande pero, como sea, representa el roce queexiste entre sus partículas produciendo una pérdida de energía y desarrollando un perfilde velocidades que inválida la condición de flujo uniforme. Es por esto que se hacenecesario agregar energía para contrarrestar el roce que se genera al mover el fluido. Estaenergía se denomina Pérdida de Carga y corresponde a la energía perdida en eldesplazamiento de un fluido debido a que el esfuerzo cortante con la pared consumeenergía.

Experiencia Nº1:

Determinación del

Objetivo: Emplear como base el ejemplo 8.9 del libro de Cengel, mecánica de fluidos y desarrollar un modelo general, con bases de datos distintas, número diferentes de estanques, aumento de número de codo y válvulas empleando el programa de piping EPANET

Planteamiento del problema: “Efecto de vaciado sobre la razón de flujo de una ducha”

Las cañerías de un baño de un edificio se conforman por tuberías de cobre de

1.5 cm de diámetro con conectores roscados, como se muestra en la figura

.

• A)Si la presión manométrica en la entrada del sistema es de 200 kPa durante una ducha y el depósito del retrete está lleno (no hay flujo en dicho ramal), determine la razón de flujo del agua a través de la regadera de la ducha.
• B)Determine el efecto del vaciado del retrete sobre la razón de flujo a través de la regadera de la ducha. Considere que los coeficientes de la pérdida de la regadera de ducha y del depósito son 12 y 14, respectivamente.

Situación física:

• Tipo de fluido: agua potable

• Temperatura del fluido: 20 °c

• Densidad: 998 kg/[pic 1]

• Viscosidad: 1.002 X kg/M ·[pic 2]

• Medio por el que se desplaza el fluido: cañería

• Diámetro del elemento por el que fluye: 15 mm

• Material: cobre

• La rugosidad  del elemento por el que fluye:.M[pic 3]

Hipótesis sobre problemas:

• Las cargas de velocidad son despreciables.

• El flujo es estacionario e incompresible

• El flujo es turbulento y totalmente desarrollado.

• El depósito está abierto a la atmósfera.

Modelo matemático

Ecuaciones a utilizar

Ecuación Bernoulli

[pic 4]

Ecuación de pérdida

[pic 5]

ECUCION DE DARCY

[pic 6]

SOLUCIÓN:

Está dado el sistema de cañerías de agua fría de un baño. Se debe Determinar la razón de flujo a través de la ducha y el efecto de vaciado del retrete Sobre la razón de flujo.

Análisis Éste es un problema del segundo tipo porque exige determinar la razón de flujo para un diámetro de tubería y caída de presión específicas. La solución exige un enfoque iterativo dado que la razón de flujo (y por lo tanto la velocidad

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