Bernoulli

-------------------------------------------------
UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO
-------------------------------------------------
FACULTAD DE INGENIERIA-CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
-------------------------------------------------
LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS
-------------------------------------------------
GUIA DE LABORATORIO-------------------------------------------------
LABORATORIO N 03: ESTUDIO DEL TEOREMA DE BERNOULLI
Finalidades
Las pruebas que se efectuarán en esta unidad de estudio tienen la finalidad de verificar la ley que regula el movimiento de un fluido en un conducto, ley expresada por el Teorema de Bernoulli. La correcta comprensión de esta ley es fundamental para el estudio de hidráulica y en general del movimiento de losfluidos.

Se demostrará que, si no se toman en cuenta las pérdidas por fricción, la energía del líquido queda constante en cada punto del tubo. Utilizando siempre la misma unidad, será posible efectuar la experiencia de Reynolds. Introduciendo en el flujo una vena de color es posible verificar el cambio de flujo laminar al turbulento y por lo tanto verificar que existe un intervalo develocidad debajo del cual el movimiento del líquido es sin dudas laminar, mientras que por encima es seguramente turbulento.

Operación
1. Armar la unidad para el estudio del Teorema de Bernoulli sobre la mesa de trabajo.
2. Conectar la impulsión de la bomba con la entrada de la unidad, abrir completamente la llave del tanque de salida.
3. Poner en marcha la bomba, y regular el caudal demanera que se pueda obtener un nivel constante en el tanque de alimentación.
4. Accionar la válvula del tanque de salida de manera que sea visible el nivel del líquido en el piezómetro central 6 (puesto en correspondencia c0n la sección menor).
5. Actuar simultáneamente sobre el caudal entrante (o sea sobre el nivel del líquido en el tanque de alimentación) y en la válvula del tanque de salidala máxima diferencia piezométrica entre los piezómetros 1 y 6.
6. Esperar que los distintos niveles en los piezómetros se estabilicen. Efectuar la lectura de estos niveles.
7. Observar la altura en los dos tanques extremos y medir el valor del caudal.
8. Repetir las operaciones comprendidas entre los puntos 4 y 7 por lo menos para dos valores de caudal.
.

Interpretación de losresultados
Nos limitaremos a recordar la forma y el significado del teorema de Bernoulli. Consideremos un trecho cualquiera de un tubo dentro del cual pasa un líquido. Consideremos también dos secciones que llamaremos 1 y 2. En cada, una de las dos secciones, el líquido poseerá una presión y una velocidad características de la sección considerada. Cada sección se caracteriza por una cierta Z conrespecto a una línea horizontal.

Entonces se podrá escribir el Teorema de Bernoulli:

Z1 + p1 / + V2/ 2g = Z2 + p2 / + v2 / 2 g = constante

cuyo significado es: en el movimiento permanente de un líquido perfecto, la suma entre la altura geométrica “z”, la altura piezométrica “p” y la altura cinética “v2”, se mantiene constante en cada punto de la trayectoria.Ahora veamos la aplicación del teorema precedente al trecho convergente-divergente presente en el aparato experimental. Se puede observar que la dimensión de la sección cambia en relación a su distancia “X” respecto a la entrada del conducto.

Entonces podremos escribir:

Po/ + V2 / 2g = p1 / + v2 / 2 g = constante

Habiendo eliminado el término Z constante paratodos los puntos de la trayectoria.

Delta H = 1 (V12 - Vo2) / 2g
Donde:
p1 / = H

Recordando que:
vi = q/Si = So – b · x · tan α

donde:
S = sección

Podremos escribir:
q2 1 1
Delta H = ------ (---------------------- - -----)
2g (So – b x tanα)2 So2

Cuyo significado es: la diferencia piezométrica entre dos secciones es proporcional al...