LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS.

UNIVERSIDAD CATÓLICA ANDRÉS BELLO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS

PROF: ING. SEBASTIÁN RIBIS

Relación entre Presiones, Elevación y Fuerza

        Integrantes:

        Loaiza Olguimar, C.I. 24.663.001

Pariata Jhonny, C.I. 20.127.099

Caracas, Abril del 2016.

Introducción

La práctica que se realizará en el laboratorio tiene como objetivo comprobar que el peso específico es la relación entre la presión ejercida por una columna de líquido y la elevación respecto a un punto de referencia, así como la presión es una fuerza por unidad de área que viene dada por la fórmula:

[pic 1]

Ecuación 1              Fuente: Sebastián Ribis, Clase 2016

Para facilitar el entendimiento de esta práctica, es necesario el conocimiento de algunos conceptos básicos que se presentan a continuación.

Peso específico: El peso específico de un cuerpo o sustancia, es la relación que existe entre el peso y el volumen que ocupa una sustancia ya sea en estado sólido, líquido o gaseoso. Es una constante en el sentido de que es un valor que no cambia para cada sustancia ya que a medida que aumenta su peso también aumentara su volumen ocupado, al igual que sucede con la densidad

 [pic 2]

Ecuación 2              Fuente: Sebastián Ribis, Clase 2016

Válvulas Check: Son utilizadas para no dejar regresar un fluido dentro de una línea. Esto implica que cuando las bombas son cerradas para algún mantenimiento o simplemente la gravedad hace su labor de regresar los fluidos hacia abajo, esta válvula se cierra instantáneamente dejando pasar solo el flujo que corre hacia la dirección correcta. Por eso también se les llama válvulas de no retorno. Obviamente que es una válvula unidireccional y que debe de ser colocada correctamente para que realice su función usando el sentido de la circulación del flujo que es correcta.

Golpe de Ariete: Este fenómeno consiste en la alternancia de depresiones y sobrepresiones debido al movimiento oscilatorio del agua en el interior de la tubería, es decir, básicamente es una variación de presión, y se puede producir tanto en impulsiones como en abastecimientos por gravedad. Ocurre por ejemplo en las paradas de las bombas o en el cierre de válvulas.

Vasos Comunicantes: El sistema relacionado con la denominación de vasos comunicantes se constituye por dos o más recipientes unidos entre sí y que contienen líquidos. Dentro de ellos, el nivel del fluido se encuentra por encima de la zona de comunicación entre los vasos y, debido a la presión atmosférica que soportan, alcanza la misma altura en cualquiera de ellos. La teoría que explica este principio busca establecer las condiciones de equilibrio que lo regulan y a partir de ella se consiguen llevar a la práctica diversas aplicaciones de los vasos comunicantes.

Tabla de Datos

Parte 1: Determinación de la fuerza de empuje.[pic 3]

        1

        ∆H

        Hmáx        Válvula check        

        2                        Hmin

Figura 1

En primera instancia se tomaron las medidas de las respectivas alturas reflejadas en la Figura 1, mientras se esperaba el llenado del tanque con la llave 1 abierta. Una vez listo esto, se abrió la llave 2 permitiendo el paso hacia la válvula.

Tabla de datos 1: HMax (tanque abierto),HMin(válvula check) fijando a una base como referencia , el diámetro del plano circular del émbolo en la válvula check.

Fuente: Datos obtenidos en la práctica de laboratorio.

Parte 2: Determinación de pesos[pic 4]

        w

[pic 5]

            Figura 2

        Se colocó un plato atornillado en el extremo de la válvula, y sobre este un recipiente al que se le agregaba peso poco a poco.

Tabla de datos 2: Masas m1 (m plato fijo + m émbolo + m plato atornillado) y m2 (m recipiente + m pesos)

Fuente: Datos obtenidos en la práctica de laboratorio.

Cálculos

Parte 1: Cálculo de la fuerza de empuje del agua

[pic 6]

 [pic 7]

     Ecuación 3.      Fuente: Sebastián Ribis, Clase 2016

[pic 8]

     Ecuación 4.      Fuente: Sebastián Ribis, Clase 2016[pic 9]

[pic 10]

     Ecuación 5.      Fuente: Sebastián Ribis, Clase 2016

Si sustituimos las ecuaciones 2, 4 y 5 en la ecuación 3, obtendremos lo siguiente:

[pic 11]

Ecuación 6                Fuente: Sebastián Ribis, Clase 2016

Sustituyendo en la ecuación 6 los valores de la tabla de datos 1:

[pic 12]

[pic 13]

Parte 2: Cálculo del peso de los elementos colocados en el plato atornillado

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