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Páginas: 6 (1263 palabras)
Publicado: 11 de julio de 2012
UNIVERSIDAD CATOLICA DE LA SANTÍSIMA CONCEPCIÓN
FACULTAD DE INGENIERIA
LABORATORIO N° 5
CANTIDAD DE MOVIMIENTO
Profesor : | Germán Mendoza |
Nombre : | Héctor Guarda |
| Patricio Ramírez |
| Víctor Vigueras |
| |
| |
I. Introducción
En este laboratorio mediremos la fuerza de choque de un chorro sobre cierta superficie, fenómeno que es muy importante al trabajarcon estas fuerzas de choque en hidráulica.
El comportamiento de la fuerza sobre la superficie de contacto es importante cuando se elige con los materiales que trabajaremos ya sea una compuerta, turbina entre otros y todo esto para maximizar o minimizar la fuerza de choque.
II. Objetivos
* Determinar la fuerza de chorro sobre una superficie plana.
* Determinar la fuerza de chorrosobre una superficie hemisférica.
III. Hipótesis
La fuerza del chorro cambia dependiendo de la superficie con que este impacte, por lo tanto la fuerza que se determinará para las distintas superficies (hemisférica y plana) deben ser distintas.
IV. TEORIA
Cuando hablamos de Mecánica de Fluidos nos referimos a los distintos comportamientos y características que pueden tener losfluidos al hacer contacto con superficies en forma estática y dinámica.
La cantidad de movimiento es una de las aplicaciones más importantes dentro de esta disciplina ya que permite analizar el funcionamiento de diversos dispositivos de propulsión o en el cálculo de fuerzas que actúan sobre paredes y álabes de una turbina.
Teorema de la cantidad de movimiento
Partiendo de la segunda ley deNewton, se establece la ecuación de cantidad de movimiento lineal para un volumen de control.
Esta es una ecuación vectorial, de donde el primer término nos evalúa las variaciones temporales de la cantidad de movimiento dentro del volumen de control, mientras que el segundo término estudia la cantidad de movimiento que entra y sale por la superficie de control. Estas variaciones de cantidad demovimiento entre flujo entrante y saliente de la superficie de control, (considerando flujo permanente) darán lugar a una fuerza sobre el cuerpo sometido a estudio.
Si descomponemos dicha ecuación vectorial en sus tres ecuaciones escalares una para cada eje coordenado, obtendremos:
Por ejemplo en la dirección X
Al elegir un volumen de control resulta ventajoso tomar las superficiespor donde cruza el flujo, perpendicularmente a la dirección de la velocidad.
Si la velocidad es constante en dichas superficies, y el flujo es permanente, obtenemos:
Recordando la ecuación de continuidad, que nos da el flujo másico que entra y sale de un volumen de control
siendo la masa por unidad de tiempo que atraviesa el volumen de control. m
Considerando el fluido como incompresiblenos queda:
Lo mismo se obtendría para los otros dos ejes coordenados.
El equipo a utilizar nos sirve para estudiar las fuerzas de chorros a impulsos en cuerpos de choque mediante un chorro de agua. Estas fuerzas de impulso se miden con un sistema de palancas y con los pesos que se ajustan mediante el caudal.
V. Funcionamiento de equipo.
El equipo puede conectarse a una red de aguasiempre que disponga un medio de desagüe. El chorro de agua se dirige en forma directa hacia el cuerpo de choque, el cual esta instalado por un medio de palanca que con fuerzas aparecidas levanta el juego de pesos con lo cual podemos medir la fuerza de impacto del chorro. La Boquilla y cuerpo deflector están dentro del cilindro trasparente, donde cuatro cuerpos deflectores se pueden estudiar.Características: Sector de trabajo cilíndrico de plexiglás, diámetro 200mm, alto 340mm. Medición de las fuerzas de impacto del chorro mediante pesos cuerpos deflectores intercambiables. Equipo montado sobre placa de base, L x An x Al 400x400x40mm. Boquilla d: 10mm. Peso: aprox. 23 kg.
VI. Realización de ensayo.
El laboratorio intentamos relacionar y comparar el valor teórico del...
FACULTAD DE INGENIERIA
LABORATORIO N° 5
CANTIDAD DE MOVIMIENTO
Profesor : | Germán Mendoza |
Nombre : | Héctor Guarda |
| Patricio Ramírez |
| Víctor Vigueras |
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I. Introducción
En este laboratorio mediremos la fuerza de choque de un chorro sobre cierta superficie, fenómeno que es muy importante al trabajarcon estas fuerzas de choque en hidráulica.
El comportamiento de la fuerza sobre la superficie de contacto es importante cuando se elige con los materiales que trabajaremos ya sea una compuerta, turbina entre otros y todo esto para maximizar o minimizar la fuerza de choque.
II. Objetivos
* Determinar la fuerza de chorro sobre una superficie plana.
* Determinar la fuerza de chorrosobre una superficie hemisférica.
III. Hipótesis
La fuerza del chorro cambia dependiendo de la superficie con que este impacte, por lo tanto la fuerza que se determinará para las distintas superficies (hemisférica y plana) deben ser distintas.
IV. TEORIA
Cuando hablamos de Mecánica de Fluidos nos referimos a los distintos comportamientos y características que pueden tener losfluidos al hacer contacto con superficies en forma estática y dinámica.
La cantidad de movimiento es una de las aplicaciones más importantes dentro de esta disciplina ya que permite analizar el funcionamiento de diversos dispositivos de propulsión o en el cálculo de fuerzas que actúan sobre paredes y álabes de una turbina.
Teorema de la cantidad de movimiento
Partiendo de la segunda ley deNewton, se establece la ecuación de cantidad de movimiento lineal para un volumen de control.
Esta es una ecuación vectorial, de donde el primer término nos evalúa las variaciones temporales de la cantidad de movimiento dentro del volumen de control, mientras que el segundo término estudia la cantidad de movimiento que entra y sale por la superficie de control. Estas variaciones de cantidad demovimiento entre flujo entrante y saliente de la superficie de control, (considerando flujo permanente) darán lugar a una fuerza sobre el cuerpo sometido a estudio.
Si descomponemos dicha ecuación vectorial en sus tres ecuaciones escalares una para cada eje coordenado, obtendremos:
Por ejemplo en la dirección X
Al elegir un volumen de control resulta ventajoso tomar las superficiespor donde cruza el flujo, perpendicularmente a la dirección de la velocidad.
Si la velocidad es constante en dichas superficies, y el flujo es permanente, obtenemos:
Recordando la ecuación de continuidad, que nos da el flujo másico que entra y sale de un volumen de control
siendo la masa por unidad de tiempo que atraviesa el volumen de control. m
Considerando el fluido como incompresiblenos queda:
Lo mismo se obtendría para los otros dos ejes coordenados.
El equipo a utilizar nos sirve para estudiar las fuerzas de chorros a impulsos en cuerpos de choque mediante un chorro de agua. Estas fuerzas de impulso se miden con un sistema de palancas y con los pesos que se ajustan mediante el caudal.
V. Funcionamiento de equipo.
El equipo puede conectarse a una red de aguasiempre que disponga un medio de desagüe. El chorro de agua se dirige en forma directa hacia el cuerpo de choque, el cual esta instalado por un medio de palanca que con fuerzas aparecidas levanta el juego de pesos con lo cual podemos medir la fuerza de impacto del chorro. La Boquilla y cuerpo deflector están dentro del cilindro trasparente, donde cuatro cuerpos deflectores se pueden estudiar.Características: Sector de trabajo cilíndrico de plexiglás, diámetro 200mm, alto 340mm. Medición de las fuerzas de impacto del chorro mediante pesos cuerpos deflectores intercambiables. Equipo montado sobre placa de base, L x An x Al 400x400x40mm. Boquilla d: 10mm. Peso: aprox. 23 kg.
VI. Realización de ensayo.
El laboratorio intentamos relacionar y comparar el valor teórico del...
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