Práctica de hidráulica

PRÁCTICA # 1

TÍTULO: Ecuación de Continuidad y Ecuación de Bernoullí.
OBJETIVO: Calcular la línea de alturas totales en un flujo
INTRODUCCIÓN
En el laboratorio de hidráulica, se colocaron 3 diferentes dispositivos en un canal, regulando cierto caudal de agua para cada dispositivo, y se tomaron diferentes lecturas de alturas a través del canal mientras el agua fluía.

Sección del canalEcuación de Continuidad
La conservación de la masa de fluido a través de dos secciones (sean éstas S1 y S2) de un conducto (tubería) o tubo de corriente establece que: la masa que entra es igual a la masa que sale, (solo hay tubo de corriente si V es diferente de 0)
La ecuación de continuidad se puede expresar como:
ρ1.S1.V1 = ρ2.S2.V2
Cuando ρ1 = ρ2, que es el caso general tratándose deagua, y flujo en régimen permanente, se tiene:

o de otra forma:
(el caudal que entra es igual al que sale)
Donde:
Q = caudal (m3 / s)
V = velocidad (m / s)
S = sección del tubo de corriente o conducto (m2)
Que se cumple cuando entre dos secciones de la conducción no se acumula masa, es decir, siempre que el fluido sea incompresible y por lo tanto su densidad sea constante. Esta condiciónla satisfacen todos los líquidos y, particularmente, el agua.

En esta práctica se utilizará la Ecuación de continuidad para obtener la velocidad del fluido en cada punto donde se tomaron lecturas, utilizando los datos que ya conocemos de caudal (Q) y superficie (A)

Ecuación de Bernoullí
A estos efectos es de aplicación el Principio de Bernoulli, que no es sino la formulación, a lo largo deuna línea de flujo, de la Ley de conservación de la energía. Para un fluido ideal, sin rozamiento, se expresa , donde
g = aceleración de la gravedad
ρ = peso específico del fluido
P = presión
h = altura de posición
Se aprecia que los tres sumandos son, dimensionalmente, una longitud (o altura), por lo que el Principio normalmente se expresa enunciando que, a lo largo de una línea decorriente la suma de la altura geométrica, la altura de velocidad y la altura de presión se mantiene constante.
Cuando el fluido es real, para circular entre dos secciones de la conducción deberá vencer las resistencias debidas al rozamiento con las paredes interiores de la tubería, así como las que puedan producirse al atravesar zonas especiales como válvulas, ensanchamientos, codos, etc. Para vencerestas resistencias deberá emplear o perder una cierta cantidad de energía o, con la terminología derivada del Principio de Bernoulli de altura, que ahora se puede formular, entre las secciones 1 y 2:
, o lo que es igual
,
Para esta práctica se utilizará la Ecuación de Bernoullí para obtener la energía en cada punto donde se tomaron lecturas, teniendo como datos la velocidad (V), gravedad (g),y la altura (h)
EQUIPO

* Canal con regulador de caudal (Q)


* Dispositivos a colocar en el canal

* Cinta de medir












MEMORIA DE CÁLCULO

DISPOSITIVO 1 Q=2 lts/seg


Q= V A

V1=QA1=0.0020.14(0.15)=0.0952ms
V2=QA2=0.0020.050.15=0.2666ms
V3=QA3=0.0020.020.15=0.6666ms
V4=QA4=0.0020.0250.15=0.5333msV5=QA5=0.0020.030.15=0.4444ms
E= Pγ+V22g+Z
E1= 01000+(0.0952)219.6+0.14=0.14046 m
E2= 01000+0.2666219.6+0.135=0.13863 m
E3= 01000+0.6666219.6+0.085=0.10767 m
E4= 01000+0.5333219.6+0.04=0.05451 m
E5= 01000+(0.4444)219.6+0.03=0.04007 m

DISPOSITIVO 2 Q= 1 lt/seg

Q= V A

V1=QA1=0.0010.18(0.15)=0.0370ms
V2=QA2=0.0010.020.15=0.3333ms
V3=QA3=0.0010.070.15=0.0952ms
V4=QA4=0.0010.0150.15=0.4444msE= Pγ+V22g+Z
E1= 01000+(0.0370)219.6+0.18=0.1800 m
E2= 01000+0.3333219.6+0.045=0.0507 m
E3= 01000+0.0952219.6+0.07=0.0704 m
E4= 01000+0.4444219.6+0.015=0.0251 m

DISPOSITIVO 3 Q=2 LTS/SEG

Q= V A

V1=QA1=0.0020.15(0.20)=0.0666ms
V2=QA2=0.0020.150.035=0.3809ms
V3=QA3=0.0020.150.17=0.0784ms
V4=QA4=0.0020.150.05=0.2666ms
V5=QA5=0.0020.150.02=0.6666ms
E= Pγ+V22g+Z
E1=...