Informe sobre impacto de un chorro

CONTENIDO

I. INTRODUCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 02

II. OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03

III. MARCO TEÓRICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03

IV. EQUIPO UTILIZADO . . . . . . . . . . . . . . . . . 08

V. PROCEDIMIENTO Y TOMA DE DATOS . . . . . .. .12

VI. CÁLCULOS Y RESULTADOS. . . . . . . . . . . . . 15

VII. CONCLUSIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

VIII. RECOMENDACIONES . . . . . . . . . . . . . . . . 18

IX. BIBLIOGRAFÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

I. INTRODUCCIÓN

Dentro del estudio del flujo de fluidosencontramos el impacto de un chorro sobre una superficie. En el siguiente informe se realizara el estudio de tres situaciones sencillas (una superficie plana, una curva y otra semiesférica) pero que dan una idea de cómo la energía que puede traer un fluido puede ser aprovechada para realizar un trabajo cualquiera, además de tener otros criterios como la eficiencia.
Por ello nos enfocaremos endeterminar la fuerza que se genera a través de un impacto de chorro a una superficie, sea plana o curva.
En este informe se procederá a realizar los experimentos para determinar las fuerzas ejercidas por un impacto de un chorro, para que después se comparen con las expresiones teóricas y medir el grado de error que se obtuvo al efectuar las mediciones.

II. OBJETIVOS

✓ Medir ydeterminar experimentalmente la fuerza ejercida por un chorro de agua sobre tres superficies distintas.

✓ Comparar a dichas fuerzas con las expresiones teóricas y determinar el error de las mediciones.

✓ Comprender la aplicación de estos experimentos.

III. MARCO TEÓRICO

DEDUCCIÓN DEL MÉTODO GRAVIMETRITO:

Teniendo un banco de pruebas con un sistema de palanca, cuyo brazo derechoes tres veces mayor al brazo izquierdo.
Cuando no coloquemos pesa en el soporta pesas y cargamos con un caudal Q, entonces tenemos:
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Cuando coloquemos pesa en el porta pesas y con el mismo caudal Q:
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Sustituyendo la primera expresión en la segunda:
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La ecuación de momentum lineal del volumen de control:
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Si tenemos una placa plana, la cual se le aplica unchorro en forma perpendicular. Como el chorro posee velocidad inicial en Y, y como posee salida en X, y no en Y:
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Obtenemos, la fuerza en componente Y:
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La velocidad V1 se puede expresar como una función de velocidad de salida de la boquilla V0:

Es decir:

Las fuerzas actuantes, en función de la velocidad de salida de la boquilla son:

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Siendo h,la altura desde la salida de la boquilla, hasta la placa. La figura 2, muestra el volumen de control que incluye una placa semiesférica.

En el caso de una placa semicircular, se aplica la ecuación de momentum:

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Aplicando la ecuación de cantidad de movimiento lineal según el sistema de referencia fijado, se tiene que:

Sustituyendo según la figura se tiene:

[pic]Bajo el supuesto que no hay pérdidas por fricción durante el recorrido por la placa, se debe cumplir que:

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Por lo tanto la fuerza en función de la velocidad de salida de la boquilla es:

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Las fuerzas que se calculan, tanto para la placa plana como para la semiesférica, son teóricas.

CON EL EQUIPO FME03:

En nuestra práctica del laboratorio, se hará a travésdel equipo que sirve para medir el impacto de un chorro (FME03), cuyo resumen teórico es el siguiente:

Considere la situación mostrada en la Fig. 1, en la que un chorro de agua impacta contra una superficie sólida plana (a), oblicua (b) o hemisférica (c). El chorro de agua, generado mediante una tobera de d = 8 mm de diámetro interior, lleva una velocidad v, de manera que transporta un caudal...