Práctica Mecánica De Fluidos

MEMORIA DE PRÁCTICAS
ALUMNO: DAVID RUBIO MARTÍNEZ FECHA: 28 DE DICIEMBRE DE 2012

1.1 Práctica de cantidad de movimiento.  OBJETIVO:
Comprobar el cálculo de fuerzas sobre sólidos mediante la ecuación integral de cantidad de movimiento. Para ello disponemos del equipo de la fotografía, al cual colocaremos unas placas de peso (F2) sobre la parte superior que ejercerán una fuerza debida a supeso, convirtiéndose en un desplazamiento respecto a la posición de equilibrio por medio de un muelle. Por otro lado, el fluido ejerce una fuerza (F1) en el álabe o la placa sobre la que impacta. Cuando ambas fuerzas se igualan, se recupera la posición de equilibrio.

Por tanto, calcularemos el caudal a partir del volumen de llenado del depósito en un período de tiempo determinado. Con estecaudal podremos calcular de forma teórica la fuerza F1 y compararlo con su medida experimental dada por el peso de las placas colocadas. Para ellos disponemos de dos álabes, uno plano y uno semiesférico, cuya boquilla tiene un diámetro de 10.7 mm:

 PROCEDIMIENTO:
Con cada perfil realizamos 6 medidas del caudal necesario para compensar 6 pesos distintos, entre 0.5 y 3.5 N para el álabe plano yentre 1 y 6N para el semiesférico.

A partir del caudal, obtenemos la fuerza teórica con la ecuación de cantidad de movimiento. Por último, comparamos mediante una gráfica la fuerza teórica con el peso empleado.

 Ecuación integral de cantidad de movimiento para cada álabe:
-Álabe plano:

-Álabe semiesférico:

Una vez que tenemos la expresión de la fuerza teórica F1 para cada álabe, podemossustituir los datos en dicha expresión y comparar el resultado con la fuerza experimental. Como sabemos que:

Podemos calcular el caudal para cada medida por medio de la ecuación:

Para ello utilizamos las medidas del tiempo tomadas con el cronómetro y el volúmen de referencia que son 10 l. Una vez que tenemos el caudal, como conocemos la densidad del agua ( )y la velocidad que calcularemosmediante la fórmula:

podremos calcular la fuerza teórica y compararla con la medida experimental. Por último, comparamos mediante una gráfica la fuerza teórica con el peso empleado.

 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS:
-Álabe plano:
PESO VOLÚMEN (l) 10 10 10 10 10 10 TIEMPO (s) 47,54 31,84 25,77 22,95 20,44 18,87 SECCIÓN (m2) 8,99E-05 8,99E-05 8,99E-05 8,99E-05 8,99E-05 8,99E-05 CAUDAL REAL(m3/s) 2,10E-04 3,14E-04 3,88E-04 4,36E-04 4,89E-04 5,30E-04 VELOCIDAD (m/s) 2,336 3,448 4,338 4,894 5,45 5,895 FUERZA (N)

0,5 1 1,5 2 2,5 3

0,492 1,097 1,675 2,111 2,662 3,123

-Álabe semiesférico:
PESO (N) VOLÚMEN (l) 10 10 10 10 10 10 TIEMPO (s) 42,72 33,46 26,88 23,52 22,42 21,62 SECCIÓN (m2) 8,99E-05 8,99E-05 8,99E-05 8,99E-05 8,99E-05 8,99E-05 CAUDAL REAL (m3/s) 2,34E-04 2,99E-043,72E-04 4,25E-04 4,46E-04 4,63E-04 VELOCIDAD (m/s) 2,603 3,326 4,138 4,727 4,961 5,15 FUERZA (N)

1 2 3 4 5 6

1,219 1,987 3,078 4,021 4,425 4,758

Gráfica Álabe Plano

Gráfica Álabe semiesférico

1.2 Práctica de fluidoestática.  OBJETIVO:
En esta parte pondremos en práctica lo aprendido en clase respecto a la fluidoestática



PROCEDIMIENTO:

La práctica consistirá en llenar elrecipiente con un líquido hasta una altura determinada, de forma que la presión ejercida por el líquido creará un par que desequilibrará el equipo. Para recuperar la posición de equilibrio se ajustará el peso de la regla. De forma, que a partir del incremento de par del peso que hemos desplazado tendremos una medida del par provocado por el fluido. Por otro lado, se procederá al cálculo de dicho para partir de las ecuaciones de la fluidoestática.

Esquema de montaje

Para calcular el par provocado por cada altura necesitamos calcular la fuerza F que ejerce el fluido contra la pared del recipiente para multiplicarla por la distancia y obtener dicho par. Para calcular esta fuerza como sabemos que:

Utilizamos la ecuación de la fluidoestática, obteniendo la presión e integrándola:...