Impacto de un chorro

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO


MAQUINAS HIDRAULCAS
LABORATORIO DE MAQUINAS HIDRAULICA

PRACTICA 1 IMPACTO DE UN CHORRO

OBJETIVO

Comparar la fuerza de impacto teórica y experimental de un chorro sobre una placa plana placa cónica y sobre una placa semiesférica hueca.

MARCO TEORICOPRINCIPIO DE IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO

Según el principio de masa, si a ésta se le aplica una fuerza F adquiere una aceleración a :
F = m.a
Siendo:
F: fuerza [F] = N (Newton)
a: aceleración [a] = m/s ²
m: masa [m] = kg
Multiplicando ambos miembros por el tiempo t en que se aplica la fuerza F :
F.t = m.a.t
Como:
a.t = v
siendo:
v: velocidad [v] = m/s
t: tiempo [t] = s
Tenemos:
F.t= m.v
Al término F.t se lo denomina impulso de la fuerza y al término m.v se lo denomina cantidad de movimiento, entonces, para el primero:
I = F.t
siendo:
I: impulso [I] = kg.m/s
para el segundo:
p = m.v
siendo:
p: cantidad de movimiento [p] = kg.m/s
Para deducir las unidades, tenemos:
F.t = m.v
N.s = kg.m/s N = kg.m/s ²
kg.m/s ².s = kg.m/s
luego:
[I] = [p] = kg.m/s = N.s
Elimpulso de la fuerza aplicada es igual a la cantidad de movimiento que provoca,o dicho de otro modo, el incremento de la cantidad de movimiento de cualquier cuerpo es igual al impulso de la fuerza que se ejerce sobre él.

Unidades en los distintos sistemas |
| c.g.s. | S.I. | Técnico |
Cantidad de movimientoImpulso | g.m/sdin.s | kg.m/sN.s | kgf.skgf.s |
El impulso y la cantidad de movimientoson magnitudes vectoriales.

 
El teorema del impulso o de la cantidad de movimiento junto con la ecuación de continuidad y el teorema de BERNOULLI son las tres ecuaciones básicas en la resolución de los problemas de mecánica de fluidos.

F=mdvdt

Multiplicando los dos miembros de la ecuación por dt e integrando tendremos:

t2t1Fdt=v2v1mdv

Y siendo m una constante

t2t1Fdt=mv2-v1(impulso sobre una partícula de fluido)

Donde:
t2t1Fdt -Impulso de la fuerza F que en general variara con el tiempo en l intervalo t2–t1
 
mv –cantidad de movimiento de la partícula.

La ecuación es el teorema del impulso aplicado a una partícula de fluido.
El teorema del impulso en mecánica de fluidos se obtiene-
 
Integrandoentre dos secciones de un tubo de corriente-
 
Expresando la ecuación en función del caudal Q y de la densidad, P.
Entre las aplicaciones de este teorema citaremos dos muy importantes:

a) En él se basa el cálculo de la fuerza que el fluido ejerce sobre un conducto en un cambio de dirección (codo por ejemplo) necesaria para el cálculo de los anclajes de una tubería forzada.

b) Esteteorema es el fundamento para la deducción de la ecuación de Euler,
Ecuación fundamental de las turbo maquinas

MATERIAL Y EQUIPO

Banco hidráulico de impacto de chorro y accesorios
Cronometro
Vernier
Flexómetro
Este módulo consta de un cilindro de acrílico transparente con sistema de nivelación.

Un porta pesas está montado en el extremo superior de la varilla y un resorte de restauracióncompensa el peso muerto de las partes móviles.

El agua es suministrada a través de una boquilla y descargada verticalmente hacia arriba para que impacte en un blanco sujeto a una varilla, la cual pasa a través de la cubierta.

PROCEDIMIENTO

1.- montar el banco hidráulico
2.- verificar que se encuentre cerrada la válvula alimentadora y reguladora del caudal
3.- seleccionar y colocar laboquilla entre 5 y 8 mm.
4.- seleccionar y colocar el perfil (placa plana, placa cónica y placa semiesférica).
5.-coloque un peso de 100 a 200 gr. Sobre el porta peso y ajuste a cero.
6.- energizar el equipo
7.- coloque pesos sobre el porta pesos en incrementos de 100 gr.
8.- abra la válvula alimentadora hasta llevar el equipo a cero
9.- cierre la válvula de nivel en el banco hidráulico...