Mecanica de fluidos

INTRODUCCIÓN

El estudio de las fuerzas producidas por distintos flujos de fluidos, permite observar el comportamiento de estos al impactar con laminas planas o deflectores cónicos que cambian su trayectoria donde el fluido disminuye o aumenta la velocidad y la fuerza de aplicación, la siguiente practica permite conocer este comportamiento en escala de laboratorio, haciendo uso del bancohidráulico, equipo de impacto de chorro, deflectores de 30°, 60°, 120° y 180°, masas de 20 y 50 gramos y cronómetros.

BASE TEORICA
Dentro del estudio del flujo de fluido encontramos el impacto de un chorro sobre una superficie, base principal para el desarrollo de la teoría de turbo maquina. Es mediante las turbo maquinas, que se realiza la realización de un trabajo a partir de la energía que trae unfluido, como también la aplicación de un trabajo a un fluido, para agregarle una energía mayor. Por ello nos enfocaremos en determinar la fuerza de reacción que se genera por un impacto de chorro a una superficie, sea plana o semiesférica.
La fuerza que ejerce un chorro que impacta contra una superficie se obtiene aplicando la ecuación de conservación de la cantidad de movimiento. Esta fuerza,para régimen estacionario y teniendo en cuenta que su componente horizontal sea nula, viene dada por la expresión:

Fy = . Q . (V-V. cos ) N

Donde: 
: Densidad del fluido (kg/m3). Para el agua 1000 kg/m3.
Q: caudal con el que se esta trabajando (m3/s)
: el ángulo en grados que forma el fluido desalojado con el vector normal a la superficie
de impacto
V: velocidad con la que el chorroimpacta sobre la superficie del problema (m/s). Esta
La velocidad se relaciona con le caudal mediante la ecuación:
V = Q A (m/s)
A: área transversal del chorro (m2).

OBJETIVO:
Estudiar el comportamiento de las fuerzas de reacción producidas por distintos flujos de fluidos.
METODOLOGIA:
El proceso se llevo a cabo generando mediciones de las fuerzas producidas por un motorde reacción que choco con distintas superficies sólidas, las cuales genero diferentes desviaciones del fluido.
EQUIPOS A UTILIZAR:
* Banco hidráulico
* Equipo de impacto de chorro.
* Cuatro reflectores de flujo (30º, 60º, 120º y 180º)
* Masas de distintos calibres para ser colocados en el eje superior.
* Cronometro.
BASES TEÓRICAS
Se Cálculo:
1. Caudal:

Donde, V =volumen recolectado
t= tiempo de lectura

2. Velocidad:

(Velocidad de salida del fluido a través de la boquilla)

3. Fuerza aplicada:
W = Fuerza ejercida por el deflector en el fluido
Fuerza debida a la aplicación de masa (m)

4. Curva de Teoría:

Donde, θ = 180 – α y α es el ángulo del deflector
El área por donde sale el fluido es de 5.02x10-5 m2PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
1. PARA EL MONTAJE DEL EQUIPO:
* Se coloco el equipo de impacto de chorro sobre el banco hidráulico.
* Se verifico que no se encontrara ninguna masa en el eje superior.
* Se coloco uno de los deflectores de flujo, seleccionado según su ángulo de inclinación.
* Se conecto el tubo de la entrada al banco.
* Se ajusto el indicador de nivel ubicado enla parte superior del equipo por medio de las bases móviles.
* Se Hizo coincidir el puntero con la línea base del eje superior.

2. PARA LA TOMA DE LOS DATOS:
* Se coloco una masa en el eje superior del equipo.
* Se abrió progresivamente la válvula del banco hidráulico hasta lograr equilibrar el peso agregado con la fuerza ejercida por el fluido.
* Se midió el caudal utilizadopor medio de la toma del tiempo necesario para recolectar un volumen definido de líquido. Por triplicado, a fin de obtener mejores resultados.
* Se repitió el procedimiento de agregar masas y mediciones de caudales tantas veces lo permito el deflector.
* Se cambio el deflector y se repitieron todo los procesos.

CUESTIONARIO:
* ¿La forma del chorro es igual para los deflectores de...