Vaciado De Tanques
Páginas: 5 (1212 palabras)
Publicado: 11 de julio de 2012
[pic]
Licenciatura en ingeniería química
Laboratorio de Mecánica de Fluidos
Práctica D:
Vaciado de tanques
Equipo No 3
Integrantes:
Cruz Peinado Luis (205217361)
Márquez Sandoval Ricardo Daniel (204321604)
Rivera de la Cruz José Guillermo (205318379)
Sánchez Vázquez Victor (205318599)
25 de octubre del 2007.
Objetivos
Por mediode la aplicación de los principios de conservación de masa y momento se formulará un modelo matemático que describe el vaciado de un tanque al que no se le repone agua, para ser validado experimentalmente. Proponer y verificar el modelo matemático que mejor se ajuste a la cuantificación del tiempo de descarga experimental de un tanque con y sin perdidas de fricción
Comparar los tiemposexperimental y teórico de drenado de un tanque con tubos de descarga de diferentes diámetros y longitudes.
Introducción
En esta práctica se estudiará la descarga de un tanque de sección constante y el tubo de descarga variable; entonces, en la aplicación de los balances de materia y energía, tendrá que considerarse la variación de flujo de salida sin y con perdidas de fricción ya que esto afectarala propuesta del modelo matemático que representa dicha descarga (diámetro de descarga variable y su conexión al tanque).
En la figura 1 consideremos un sistema isotérmico con un fluido newtoniano, incomprensible, con densidad, viscosidad y composición constantes.
Figura 1
De acuerdo con la figura 1 aplicando el principio de conservación de masa:{Velocidad de cambio la masa dentro del tanque = Velocidad de flujo masa que sale del tanque}
[pic] Ec. (1)
Simplificando (1):
[pic]
Si se desea obtener el modelo de lo que cuantifique el tiempo de descarga, habrá que hacer una integración entre los limites: ho (altura inicial al t = 0) y la altura h a cualquier tiempo t.
Aplicando el principio de conservación de energía:El cambio de energía del punto 1 al punto 2 (para la unidad de masa) es igual a cero
o Sin perdidas por fricción
[pic][pic] Ec. (2)
o Con perdidas de fricción
[pic] Ec. (3)
Combinando la ecuación (3) con (1) haciendo algunas consideraciones se llega a esta expresión simplificada:
Sin pérdidas porfricción
[pic] Ec. (4)
Con pérdidas de fricción
∗ para flujo laminar
[pic] Ec. (5)
*para flujo turbulento
[pic] Ec. (6)
En donde Ao es el área del tubo interno A es el área del tanque
Parte experimental
Los pasos a seguir durante la realización de la práctica se enumeran a continuación:1. Se asegura que la válvula este cerrada.
2. Se coloca cada uno de los tubos.
3. Se llena el tanque con agua.
4. Se estabiliza el sistema hasta que alcance el estado hidrostático.
5. Se abre la válvula de descarga.
6. Se registran los datos de variación de la altura del fluido a diferentes tiempos hasta que este se termine.
7. Se repiten lasoperaciones para los diferentes tubos.
8. Se llenan las tablas de datos (ver Apéndice A).
Resultados y discusión
Se midieron los flujos de descarga, cuyos valores se muestran a continuación.
Las siguientes seis tablas contienen datos correspondientes a la descarga de 10 litros o 0.01 m3 de agua con distintos tubos a la salida del tanque, los cuales se describen en las mismastablas, la manera en que se obtuvieron los datos de flujos, velocidades y número de Reynolds, se muestran en el Apéndice B.
Tabla 1 Tabla 2
| Tubo No.1 |
|Longitud/m |0,1 |
|Diámetro/m |0,011 |
|Tiempo/s |45,94 |
|Flujo/m3/s |0,000218 |
|Vel/m/s...
Licenciatura en ingeniería química
Laboratorio de Mecánica de Fluidos
Práctica D:
Vaciado de tanques
Equipo No 3
Integrantes:
Cruz Peinado Luis (205217361)
Márquez Sandoval Ricardo Daniel (204321604)
Rivera de la Cruz José Guillermo (205318379)
Sánchez Vázquez Victor (205318599)
25 de octubre del 2007.
Objetivos
Por mediode la aplicación de los principios de conservación de masa y momento se formulará un modelo matemático que describe el vaciado de un tanque al que no se le repone agua, para ser validado experimentalmente. Proponer y verificar el modelo matemático que mejor se ajuste a la cuantificación del tiempo de descarga experimental de un tanque con y sin perdidas de fricción
Comparar los tiemposexperimental y teórico de drenado de un tanque con tubos de descarga de diferentes diámetros y longitudes.
Introducción
En esta práctica se estudiará la descarga de un tanque de sección constante y el tubo de descarga variable; entonces, en la aplicación de los balances de materia y energía, tendrá que considerarse la variación de flujo de salida sin y con perdidas de fricción ya que esto afectarala propuesta del modelo matemático que representa dicha descarga (diámetro de descarga variable y su conexión al tanque).
En la figura 1 consideremos un sistema isotérmico con un fluido newtoniano, incomprensible, con densidad, viscosidad y composición constantes.
Figura 1
De acuerdo con la figura 1 aplicando el principio de conservación de masa:{Velocidad de cambio la masa dentro del tanque = Velocidad de flujo masa que sale del tanque}
[pic] Ec. (1)
Simplificando (1):
[pic]
Si se desea obtener el modelo de lo que cuantifique el tiempo de descarga, habrá que hacer una integración entre los limites: ho (altura inicial al t = 0) y la altura h a cualquier tiempo t.
Aplicando el principio de conservación de energía:El cambio de energía del punto 1 al punto 2 (para la unidad de masa) es igual a cero
o Sin perdidas por fricción
[pic][pic] Ec. (2)
o Con perdidas de fricción
[pic] Ec. (3)
Combinando la ecuación (3) con (1) haciendo algunas consideraciones se llega a esta expresión simplificada:
Sin pérdidas porfricción
[pic] Ec. (4)
Con pérdidas de fricción
∗ para flujo laminar
[pic] Ec. (5)
*para flujo turbulento
[pic] Ec. (6)
En donde Ao es el área del tubo interno A es el área del tanque
Parte experimental
Los pasos a seguir durante la realización de la práctica se enumeran a continuación:1. Se asegura que la válvula este cerrada.
2. Se coloca cada uno de los tubos.
3. Se llena el tanque con agua.
4. Se estabiliza el sistema hasta que alcance el estado hidrostático.
5. Se abre la válvula de descarga.
6. Se registran los datos de variación de la altura del fluido a diferentes tiempos hasta que este se termine.
7. Se repiten lasoperaciones para los diferentes tubos.
8. Se llenan las tablas de datos (ver Apéndice A).
Resultados y discusión
Se midieron los flujos de descarga, cuyos valores se muestran a continuación.
Las siguientes seis tablas contienen datos correspondientes a la descarga de 10 litros o 0.01 m3 de agua con distintos tubos a la salida del tanque, los cuales se describen en las mismastablas, la manera en que se obtuvieron los datos de flujos, velocidades y número de Reynolds, se muestran en el Apéndice B.
Tabla 1 Tabla 2
| Tubo No.1 |
|Longitud/m |0,1 |
|Diámetro/m |0,011 |
|Tiempo/s |45,94 |
|Flujo/m3/s |0,000218 |
|Vel/m/s...
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