Descarga De Tanques

PRACTICA DE LABORATORIO INTEGRAL
DESCARGA DE TANQUES

OBJETIVO
Describir e interpretar el fenómeno físico que se presenta en la descarga de un tanque mediante modelos matemáticos y comparar los resultados obtenidos experimentalmente con los obtenidos en el análisis adimensional.
TEORIA
Algunos investigadores sobresalientes, como Reynolds y Karman consideran que el estudio de flujo demateria y energía debe ser una mezcla de teoría y experimentación.
La descripción de un proceso mediante un modelo para su análisis y control requiere de la aplicación de ciertos principios, por lo que se hace necesario desarrollar experimentaciones cuidadosas para obtener una relación que describa de una manera mas completa el proceso.
Los balances microscópicos son utilizados en el análisis desistemas ingenieríles de flujo.
Los balances se aplican descartando los términos que resultan despreciables en un determinado problema. Para saber que términos pueden despreciarse se requiere de cierta intuición y en algunos casos se necesitan algunas observaciones experimentales acerca del comportamiento de flujo.
En esta práctica se estudiará la descarga de un tanque de sección constante y eltubo de descarga variable; entonces, en la aplicación de los balances de materia y energía, tendrá que considerarse la variación del flujo de salida sin y con perdidas de fricción, ya que esto afectará la propuesta del modelo matemático que representa dicha descarga (diámetro de descarga variable y su conexión al tanque ).
Para el desarrollo del modelo hay que hacer ciertas consideraciones:
1.-Delimitar el sistema
2.- Seleccionar las variables que tienen la información del proceso
3.- Aplicar los principios
4.- Escribir las ecuaciones básicas del modelo
5.- Considerar sistema casi-estacionario

DESARROLLO MATEMATICO
DESCARGA DE UN TANQUE
Modelo matemático para descarga de tanques



MATERIAL Y EQUIPO EMPLEADO.
* Tanque con un indicador de nivel
* Tapones dediferentes diametros
* Probeta.
* Cronómetro

SUSTANCIAS:
* Agua

PROCEDIMIENTO EMPLEADO.
1.-Con la válvula de descarga cerrada llenar el tanque con agua (H2O).
2.-Tomar la medida de la altura inicial del agua.
3.-Colocar uno de los tapones en el orificio de descarga (tomando previamente la medida de su diámetro).
4.-Abrir la válvula de descarga y tomar las medicionescorrespondientes.
5.-Cerrar la válvula y tomar la medida de la altura del agua.
6.-Repetir los pasos anteriores con los diferentes tapones.

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES
Diámetro del tapón 2 cm |
Tiempo (seg) | Hi (cm) | Hf (cm) |
5 | 63.5 | 61 |
5 | 61 | 57 |
5 | 57 | 52 |
12 | 52 | 46.5 |

Diámetro del tapón 1.7 cm |
Tiempo (seg) | Hi (cm) | Hf (cm) |
8 | 65 | 61 |
10 | 61 | 55.2 |15 | 55.2 | 47.3 |
20 | 47.3 | 38 |

Diámetro del tapón 1.1 cm |
Tiempo (seg) | Hi (cm) | Hf (cm) |
7 | 64.7 | 62.4 |
12 | 62.4 | 59.4 |
10 | 59.4 | 56.9 |
16 | 56.9 | 53.2 |

Diámetro del tapón 1.6 cm |
Tiempo (seg) | Hi (cm) | Hf (cm) |
8 | 65.3 | 63 |
13 | 63 | 62.3 |
9 | 62.3 | 59.9 |
15 | 59.9 | 57.2 |

Diámetro del tapón extra 2cm |
Tiempo (seg) | Hi (cm)| Hf(cm) |
35 | 57.2 | 37.9 |

RESULTADOS

CALCULOS
T=b₀ + b₁ hiDTP + b₂ hfDTP²

Error= Tiempo Calculado * 100 - 100
Tiempo de Practica


Diámetro 2cm.
Tiempo (segundos) | Hi (cm) | Hf (cm) |
5 | 63.5 | 61 |
5 | 61 | 57 |
5 | 57 | 52 |
12 | 52 | 46.5 |

b₀=0
b₁=1
b₂=2

1. - T= 0+163.52² +2 612² = 0+1(1.98)+2(1.95)=5.88Error= (5.88 *100)5– - 100 = 17.6

2.- T= 0+1612² +2 572² = 0+1(1.95)+2(1.88)=5.71

Error= (5.71 * 100)5– - 100 = 14.2

3.- T= 0+1572² +2 522² = 0+1(1.88)+2(1.80)=5.48


Error= (5.48 * 100)5– - 100 = 9.6

4.- T= 0+1522² +2 46.52² = 0+1(1.80)+2(1.70)=5.20

Error= (5.20 * 100)12– - 100 = 56.6

T=b₀ + b₁ hiDTP + b₂ hfDTP²

Error= Tiempo Calculado * 100 - 100...