Impacto de chorro sobre superficies

Facultad de Ingeniería Civil
Laboratorio #1 – hidráulica
Impacto de chorro sobre superficies

Nombre: Fecha: 23/08/2012
Cedula: 993 Grupo: 2IC-131Prof.:

DESCRIPCION DEL METODO
Cálculo de caudal; midiendo el tiempo para un volumen determinado y una masa determinada. Luego incrementando las masas y el caudal, ajustando siempre al nivel del calibre.

OBJETIVOS GENERALES:
Demostrar la validez de la ecuación de impulso y cantidad de movimiento lineal en el análisis de superficies sometidas a fuerzasdebido al agua.

PALABRAS CLAVES
1. Impulso 2.Impacto 3. Equilibrio 4.Regimen estacionario 5.Tober 6.Superficie de Impacto 7.Reaccion

MARCO TEORICO
Las fuerzas ejercidas por los fluidos en movimiento conducen al diseño de bombas, turbinas, aviones, cohetes, hélices, barcos, etc., por lo cual, la ecuación fundamental de la energía no es suficiente para resolver todos los problemas que sepresentan y por lo tanto se necesita el auxilio del principio de la cantidad de movimiento. La fuerza vertical realizada por el agua contra la superficie se mide empleando masas calibradas que equilibran dicha fuerza, tomando como referencia un indicador o calibre que se ha ajustado previamente a un cero de referencia, que es una marca que aparece en la superficie sobre la que se colocan lasmasas.

Dentro del estudio del flujo de fluidos encontramos el impacto de un chorro sobre una superficie. En el siguiente informe se realizara el estudio de tres situaciones sencillas (una superficie plana, una curva y otra semiesférica) pero que dan una idea de cómo la energía que puede traer un fluido puede ser aprovechada para realizar un trabajo cualquiera, además de tener otros criterios comola eficiencia.
Por ello nos enfocaremos en determinar la fuerza que se genera a través de un impacto de chorro a una superficie, sea plana o curva.
En este informe se procederá a realizar los experimentos para determinar las fuerzas ejercidas por un impacto de un chorro, para que después se comparen con las expresiones teóricas.

Fy= ρ.Q.(V-O) (a) F = ρ Q2 / A

Fy= ρ .Q.(V-V/2) (b) F = 3/2 ρ Q2 / A

Fy= ρ.Q.(V+V) (c) F = 2 ρ Q2 / A



MATERIALES EXPERIMENTALES:

* Calibres, pesas
* Masas calibradas
* Superficie plana, curva y semiesférica
* Tobera
*Depósito de agua
* Soportes ajustables

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

1 .iniciamos con el ángulo de 120 de superficie curva.
2. luego Colocamos una masa determinada y regulamos el caudal hasta conseguir ajustar el nivel del calibre (equilibrio de las fuerzas pesas vs. Impacto del chorro).
3. Calculamos el tiempo con el cronometro para después determinar el caudal.
4. Realizamos la mismaoperación incrementando escalonadamente las masas.
5. Repetición del procedimiento descrito con superficie semiesférica y ángulo de 180.
6. y así realizamos los Cálculos


FORMULAS DE APOYO:

* Ecuación de conservación de la cantidad de movimiento

Fy₌ ∂.Q. (V-Vcosα)

* Ecuación para una superficie plana(α=90)

Fy₌ ∂.Q. (V-O)= ∂.Q2A

* Ecuaciónpara una superficie curva(α=120)

Fy₌ ∂.Q. (V-V2)= 32.∂. (.Q^2)⁄A

* Ecuación para una superficie semiesférica(α=180)

Fy₌ ∂.Q. (V+V)= 2.∂. (.Q^2)⁄A



DATOS:

Masas
* 0.5 Kg
* 0.45 kg
* 0.40 kg
* 0.35 kg
* 0.30 kg
* 0.25 kg
* 0.20 kg
* 0.15 kg

Volúmenes

* 5 l = 5.00 x10-4 m³
* 10l= 0.010 m³...