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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
Facultad de Ingeniería
Escuela Profesional de Ingeniería Industrial
Sede Valle Jequetepeque

















PRÁCTICA Nº07:

“VACIADO DE TANQUES”


CURSO : Operaciones y Procesos Unitarios


CICLO : VI



DOCENTE : Ing° Ancelmo Castillo Valdiviezo, Dr




ALUMNOS:

COLLAOMORALES, Jhans Carlos
FERNANDEZ CABALILLAS ,Araceli Nataly
TERAN AMAMBAL, Sonia Milagros



Guadalupe – Perú
Noviembre– 2011



TÍTULO:VACIADO DE TANQUES



INTRODUCCIÓN:

El vaciado de tanques con descarga lateral o en el fondo ha sido estudiado ampliamente y se han publicado modelos que representan la influencia de variaciones en el diámetro y forma del orificio en el flujovolumétrico.

Por medio de la aplicación de los principios de conservación de masa y momento se formulara un modelo matemático que describe el vaciado de un tanque al que no se le repone agua, para ser validado experimentalmente.



















OBJETIVOS:
Determinar los tiempos de escurrimiento para el tanque con tubos de salida constante
Encontrar los caudalesinstantáneos que regresan del tanque
Graficar en papel semilogaritmico los tiempos acumulados de escurrimientos en función de la carga hidrostática.

MATERIALES Y MÉTODOS

4.1. MATERIAL DE ESTUDIO:


TANQUE








GRIFO





PROB
GRIFO:












PAPEL MILIMITRADO












CRONÓMETRO:. DESCRIPCIÓN DE MODULO:


























. FUNDAMENTO TEÓRICO:

Muchos problemas físicos dependen de alguna manera de la geometría. Uno de ellos es la salida de líquido de un tanque a través de un orificio situado al fondo del mismo. La forma geométrica del recipiente determina el comportamiento físico del agua. Considere un recipiente lleno de aguahasta una altura h. Suponga que el agua fluye a través de un orificio de sección transversal “a”, el cual está ubicado en la base del tanque. Se desea establecer la altura de líquido en el tanque en cualquier instante t y el tiempo que este demora en vaciarse.

Sea h (t) la altura de líquido en el tanque en cualquier instante t y V(t) el volumen de agua del tanque en ese instante. Lavelocidad v del agua que sale a través del orificio es:
v = 2 gh Donde g es la gravedad. La ecuación (1) representa la velocidad que una gota de agua adquiriría al caer libremente desde la superficie del agua hasta el agujero.

En condiciones reales, hay que tomar en cuenta la contracción que sufre un chorro de agua en un orificio, por lo que se tendrá:

v = c 2 gh (2)

Donde ces el coeficiente de descarga comprendido entre 0 y 1 (0 < c < 1).

OBSERVACIÓN

Cuando el valor del coeficiente de descarga c no se indica, se asume que
c = 1

Según la Ley de Torricelli, la razón con la que el agua sale por el agujero (variación del volumen de líquido en el tanque respecto del tiempo) se puede expresar como el área “a” del orificio de salida por la velocidad v del aguadrenada, esto es

dV/dt=-ac (3)
Sustituyendo la ecuación (2) en la ecuación (3)
dV/dt=-ac√2gh (4)

Si A(h) denota el área de la sección transversal horizontal del tanque a la altura h,aplicando el método del volumen por secciones transversales se obtiene

V=∫_0^h▒A(h)dh

Derivando respecto de t y aplicando el teorema fundamental del cálculodV/dt=A(h)dh/dt
Comparando las ecuaciones (3) y (5)
dh/dt=-ac√2gh
Sean h la altura de líquido en el tanque en cualquier instante t, “a” el área del orificio de salida el cual está ubicado al fondo del tanque, g la gravedad, C el coeficiente de descarga y A (h) el área de la sección transversal del tanque. La ecuación diferencialasociada al problema de vaciado del tanque es

A(h) dh/dt=-ac√2gh...