Informe laboratorio fluidos

Republica Bolivariana De Venezuela
Universidad Católica Andrés Bello
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Industrial
Cátedra: Laboratorio de Mecánica de Fluidos
Profesor: Rafael Becemberg

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Introducción

Caudal es la cantidad de fluido que pasa por determinado elemento en la unidad de tiempo. Normalmente se identificacon el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. El caudal se calculará por cuatro métodos distintos.

En el primer método se utilizara la ecuación del vertedero triangular (teorico), que viene expresada en la forma:

Q= 0,0082*H^2,5En el segundo método se utilizara la ecuación de continuidad, que viene expresada en la forma:
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Donde A representa el área transversal por donde circula el fluido y V la velocidad que lleva el fluido para la condición dada.

El tercer método utilizado para calcular el caudal, fue mediante el uso del coeficiente de contracción (cc) y el coeficiente de descarga (cd) de la siguientemanera:
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Donde h representa la altura por detrás de la compuerta y el Cd es la relación que existe entre el caudal que pasa por un dispositivo y el caudal real, entonces:
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Entonces

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Donde Y₃ es la altura del fluido después de la compuerta, Y laabertura de la compuerta y el coeficiente de contracción (Cc), que es la relación que existe entre el área de la sección recta contraída de una corriente y el área del orificio a través del cual fluye el fluido.
Para determinar el caudal por el cuarto método se utilizara la ecuación de energía entre el punto uno y el punto tres:
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Entonces,
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Donde,
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Entonces,
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Pero,
[pic]Sustituyendo en la ecuación de Energía,

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Con estas ecuaciones despejando Q podemos determinar el flujo del agua.

Para poder medir experimentalmente el caudal, junto con el tubo Pitot se utiliza un tubo Piezométrico que no es más que como su nombre lo dice un tubo, que estando conectado, por uno de los lados a un recipiente en el cual se encuentra un fluido, el nivel en el tuboPiezométrico se eleva hasta una altura equivalente a la presión del fluido en el punto de conexión u orificio piezométrico. La unión de ambos es debido a que el tubo de Pitot mide la presión total y el tubo piezométrico mide la presión estática, y el tubo de Prandtl que es la combinación de ambos tubos, mide la diferencia de las dos, que es la presión dinámica

Objetivo de la práctica

Hallaruna expresión matemática que permita determinar el caudal que fluye a través de una compuerta vertical de descarga inferior en un canal de pendiente horizontal (flujo permanente libre).

Metodología utilizada para el desarrollo de la práctica

1. Verificar que la compuerta de descarga inferior, ubicada en la entrada del canal, se encuentre levantada 4,5 cm. respecto al fondo del canal yque las válvulas de descarga inferor y de limpieza estén cerradas. Comprobar también que la compuerta ubicada al final del canal de paredes de vidrio (nivel superior) estén totalmente abiertas.

2. Encender las bombas del sistema de alimentación de agua de los equipos del laboratorio.

3. Una vez en funcionamiento el sistema de alimentación y habiendo comprobado que el tanque elevadoestá completamente lleno, abrir la válvula de alimentación del canal.

4. Establecer un régimen de flujo tal que la altura de agua en el nivel superior del canal, aguas arriba de la compuerta vertical sea de aproximadamente de 70 cm.

5. Utilizando el medidor de punta instalado inmediatamente aguas arriba del vertedero triangular, en el nivel inferior del canal, determinar la altura...