Mecanica de fluidos

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO

Departamento De Ciencias De La Energía Y Mecánica

LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS

IMPACTO DE CHORRO DE AGUA
FECHA: 2010-06-07

OBJETIVO
a)Determinar la fuerza producida por un chorro de agua que choca contra una placa plana y una semiesférica.
b) Comparar los resultados de los valores teóricos con los experimentales.

EQUIPO
a)Masa del peso móvil, m = 0.61 kg
b) Distancia del pívot a la línea central de las placas, l = 152.5 mm
c) Diámetro de la tobera, d = 10 mm
d) Distancia de la salida de la tobera a laplaca, s = 37 mm

ECUACIONES
Para un volumen unitario de flujo, la fuerza neta que ejerce el chorro en la dirección vertical es:

Para la placa plana β=90º y cosβ = 0, la máxima fuerza es:Para una placa semiesférica β=180º y cosβ = -1, sin considerar pérdidas, la máxima fuerza posible será:

La velocidad del chorro al golpear el álabe será menor que la velocidad del chorro al dejarla tobera debido a los efectos de la gravedad; la velocidad final se determina:

CÁLCULO DE LA FUERZA EN LA PLACA:
Efectuando el equilibrio estático y dinámico de las fuerzas que actúan en elaparato, se llega a determinar:

Donde Δx, desplazamiento de la masa móvil (m).
RESULTADOS

PLACA PLANA

mmovil (Kg) | x(m) | m 3-1 (Kg) | t(s) | m (Kg/s) | Q(m3/s) | Vi(m/s) | Fexperimental (N)| Fteorica (N) | Vf (m/s) |
0.61 | 0.025 | 15 | 52.68 | 0.28473804 | 0.00028474 | 2.750034248 | 0.78303936 | 0.981 | 2.614717645 |
0.61 | 0.05 | 15 | 42.5 | 0.35294118 | 0.00035294 | 3.408748334| 1.20308765 | 1.962 | 3.300549228 |
0.61 | 0.075 | 15 | 34.37 | 0.43642712 | 0.00043643 | 4.215065586 | 1.83956892 | 2.943 | 4.128054977 |
0.61 | 0.1 | 15 | 28.53 | 0.52576236 | 0.00052576 |5.077876067 | 2.66975608 | 3.924 | 5.005885072 |

Ejemplo de cálculos

Flujo volumétrico
m=m 3-1 t

m=1552.68

m=0.28473804 (kgs)

Caudal
Q=V t

Q=0.01552.68

Q=0.00028474 (m3s)

Vi...