cohete de agua


OBJETIVOS:
Durante el desarrollo del prototipo se expone el comportamiento del recipiente que esta descrito por tres ecuaciones:
La ecuación de Bernoulli
La ecuación de continuidad
La expansión isotérmica del gas.

Antecedentes teóricos
La Hidrodinámica es la parte de la Hidráulica que estudia el movimiento de los fluidos.
Por definición, los fluidos no soportan esfuerzos cortantescuando están en equilibrio; pero todos los fluidos poseen cierta viscosidad, que introduce esfuerzos cortantes entre las capas fluidas adyacentes en movimiento relativo. Los fluidos ideales no poseen viscosidad. Evidentemente, no encontraremos fluidos ideales en la Naturaleza; el fluido ideal no es más que una hipótesis de trabajo simplificadora. En muchos fluidos la viscosidad es muy pequeña (agua,aire, ...), de modo que el análisis restringido de la dinámica de los fluidos a los fluidos ideales tendrá una amplia aplicación práctica; si acaso, tras introducir las correcciones empíricas apropiadas.
Ecuación de la continuidad
Es la ecuación de conservación de la masa. Consideramos dos secciones s1 y s2 en una tubería por la que circula un líquido a velocidades v1 y v2, respectivamente. Sien el tramo de conducción comprendido entre ambas secciones no existen aportes ni consumos, la cantidad de líquido que atraviesa la sección s1 en la unidad de tiempo (caudal másico) debe ser igual a la que atraviesa s2. De la ecuación de continuidad se deduce que las velocidades medias de un flujo líquido son inversamente proporcionales a sus respectivas secciones
Ecuación de Bernoulli
“Laenergía total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo. Puede demostrarse que, como consecuencia de ello, el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminución de su presión.
Que es la ecuación de Bernoulli o de conservación de la energía, y que indica que en un fluido en movimiento sometido a la acción de lagravedad, la suma de las alturas geométrica, manométrica y cinética es constante para los diversos puntos de una línea de corriente.
Concepto de pérdida de carga.
La Ecuación de Bernoulli puede considerarse válida sólo para líquidos no viscosos o para dos puntos muy próximos, ya que en la realidad, aunque las transformaciones se realizan de la forma indicada, las expresiones no son del todoexactas. En efecto, un principio elemental de la física establece que en toda transformación energética existe una degradación, es decir, los rozamientos convierten en calor parte de la energía transformada, por lo que el miembro de la derecha (si la transformación se efectúa de izquierda a derecha) se verá disminuido.

Régimen laminar y régimen turbulento.
Cuando un fluido circula por una tubería lopuede hacer en régimen laminar o en régimen turbulento. La diferencia entre estos dos regímenes se encuentra en el comportamiento de las partículas fluidas, que a su vez depende del balance entre las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas o de rozamiento. Régimen laminar: las partículas del líquido se mueven siempre a lo largo de trayectorias uniformes, en capas o láminas, con el mismosentido, dirección y magnitud. Régimen turbulento: las partículas se mueven siguiendo trayectorias erráticas, desordenadas, con formación de torbellinos. Cuando aumenta la velocidad del flujo.
Número de Reynolds.
Os borne Reynolds (1842–1912) publicó en 1883 su clásico experimento mediante el que estableció que el paso de régimen laminar a turbulento, que varía al modificar la velocidad y/o laviscosidad, quedaba condicionado a un valor de la agrupación adimensional V*d/v, hoy llamado Número de Reynolds. Matemáticamente, el Re es un parámetro adimensional que expresa la relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas de viscosidad o de fricción en el interior de una corriente.



Cohete de agua
Se continúa el estudio de un recipiente cerrado lleno parcialmente de agua que contiene...