Gradiente Hidraulico

UNAM
FES ARAGON

“GRADIENTE HIDRAULICO”

OBJETIVO
El alumno obsevara los gradientes hidráulicos que integran la ecuación de la energía, asi como sus aplicaciones.

INTRODUCCION
La ecuación fundamentalmente en el movimiento de los liquidos, que relacione entre si, la presión en el liquido, la velocidad de su movimiento y la altura a la que se halla el mismo, esconocida como la ecuación de Bernoulli, que resulta de analizar la corriente estable del liquido, solo bajo la acción de la fuerza de masa y de gravitación.
La ecuación de Bernoulli, esta enunciada para dos secciones cualesquiera de filetes componentes del flujo y expresa para el flujo real la ecuación de balance de energía que ya tiene en cuenta las perdidas, debidas a la distrucion irregular de lavelocidad y viscosidad, es decir que la energía especifica del liquido viscoso en movimiento (energía total), no es constante, si no que se agota gradualmente para vencer la resistencia y, por consiguiente, disminuye a lo largo del flujo.
Matemáticamente se tiene lo siguiente:
Z1+P1γ+v22g=Z2+P2γ+v22gHf
Z1+Z2=0
v12+v22=0
Q1=Q2
Q=VA m3s
V1A1=V2A2

DESARROLLO
* Mida y registre la longitud total dela tubería y la separación entre cada tubo (piezómetro), asi como el diámetro y el tipo de tubería.
* Verifique que la valvula que controla el gasto, no se encuentre totalmente cerrada.
* Cebar la bomba y ponerla en funcionamiento.
* Establecer un flujo de tal manera que se mantenga constante la línea piezometrica. Esto se conseguirá dando una abertura fija a la valvula que controla elpaso del flujo, al dispositivo integrado al sistema de tal manera que no se derrame el liquido.
* Medir y registrar la altura de las columnas de agua en los piezómetros, asi como su nivel de referencia.
* Medir y registrar el gasto en forma volumétrica, en la descarga de la tubería, tome tres lecturas del gasto. Registre también la temperatura del agua.
* Repita los pasos anterioresvariando el caudal dando aberturas diferentes al orificio de la valvula.
TABLAS DE LECTURAS
* NOTA. Se hicieron tres experimentos, debido a lo largo de las operaciones solo se incluyeron las mediciones promedio de dos de los tres experimentos, asi como los resultados de solo un experimento.

Alturas | cm | v (L) | t (s) | cm | v (L) | t (s) |
tubo 1 | 63.62 | .5 | 1.17 | 32.2 | .5 | 1.37 |
tubo 2| 57.4 | .5 | 1.20 | 28.6 | .5 | 1.39 |
tubo 3 | 53 | .5 | 1.37 | 26 | .5 | 1.37 |
tubo 4 | 51.3 | | | 25.4 | | |
tubo 5 | 46 | | Promedio | 19.8 | | Promedio |
tubo 6 | 41.2 | | 1.24 s | 17 | | 1.37 |
tubo 7 | 39 | | | 15.8 | | |
tubo 8 | 31.8 | | 11 | |
Longitud de la tubería | cm | 127 |
Diámetro interior del tubo | cm | 1.26 |
Temperatura promedio del agua | °C | 24 |Distancia promedio entre tubos | cm | 18 |

MEMORIA DE CALCULOS
Actividad 1. Gasto Promedio
G=vt m3s Gp=G1+G2+G33=.450+.448+.4473=.403Ls
G1=.5 L1.17s=.427 Ls 1m3=1000 L
G2=.5 L1.20s=. 416Ls .403Ls1 m31000L=.403x10-3m3s
G2=.5 L1.37s=. 364Ls
Actividad 2. Carga de velocidad
hu=v22g m
A=π4ϕ2= π4.0126m2=1.247x10-4m2v=GpA=.403x10-3m3s1.247x10-4m2=3.232 ms
hu=3.232 ms229.81ms2=.5324 m
Actividad 3. Pérdida de energía.
hr1-2=p1-p2ρg m
hr1=p1ρg ⟹ρghr1=P1 (Pa)
1000kgm39.81ms2.64m=6278.4 Pa
ρghr1=P1 Pa⟹1000kgm39.81ms2.m=3119.6 Pa
hr1-2=p1-p2ρg=6278.4-3119.61000kgm39.81ms2=.322 m

Actividad 4. Tipo de Flujo
Para Re Re=φvϕμ
ϕ= .021m
y= Densidad del agua a T=24°c
φa a 25°C= 997kgm3
φa a 20°C= 998.2kgm3Interpolación
y=y2-y1x2-x1x-x1+y1
y=997- 998.225-2021-20+998.2=997.6kgm3
y= viscosidad dinámica del agua a T=24°c
μ=.890x10-3kgms a 25°C
μ=1.102x10-3kgms a 20°C
y=.890x10-3-1.102x10-325-2021-20+1.102x10-3=1.0596x10-3kgm3
Re=997.61.293 .0211.0596x10-3=22572.85 ∴Flujo Turbulento.

TABLA DE RESULTADOS
GASTO | .403x10-3m3s |
CARGA DE VELOCIDAD | .5324 m |
PERDIDA DE ENERGIA | .322 m |
# REYNOLDS |...