Tiempo De Escurrimiento

INDICE

Página

* TABLA DE CONTENIDO………………………………. 1

* RESUMEN…………………………………………………… 2

* INTRODUCCION………………………………………….. 3

* PRINCIPIOS TEORICOS……………………………….. 4

* DETALLES EXPERIMENTALES……………………. 15

* RESULTADOS……………………………………………….16

* DISCUSION DE RESULTADOS……………………... 67

* CONCLUSIONES………………………………………….. 68

* RECOMENDACIONES………………………………….. 68

* BIBLIOGRAFIA…………………………………………….. 68

* APENDICE…………………………………………………... 69

Resumen

El presente informe está basado en la práctica de tiempo de escurrimiento el cual tiene por objetivo realizar el estudio de drenaje de fluidos,determinar su velocidad así como el tiempo que tarda en drenar.
La práctica se llevo a cabo en el Laboratorio de Operaciones Unitarias a una temperatura ambiente de 18 ºC. Utilizando como fluido de prueba el agua cuya densidad y viscosidad son de 998.62 Kg/m3 y 0.001056Kg/m.s respectivamente.
La experiencia consiste en medir el tiempo que tarda en descender el fluido cada intervalo delongitud, para ello se hace uso de 3 tanques, uno de base plana y los otros dos de base cónica con ángulos de 45° y 60°, 6 tubos de vidrio, tres de diferente longitud y 3 de diferente diámetro.
Con los tiempos obtenidos se determina la velocidad experimental del fluido así como su característica (turbulento).
Para corroborar la experiencia se emplea 2 modelos matemáticos: el método de Crosby y elmétodo de Ocon-Tojo, resultando más preciso uno más que otro según las características que presenta cada tubo, en el caso del primer set de tubos, donde estos presentan la misma longitud pero diferente diámetros es el modelo de Ocon- Tojo el de mayor precisión mientras que en el segundo set de tubos los cuales son de diferente longitud pero de igual diámetro es el método de Crosby el más cercano.Introducción

El escurrimiento de un líquido que se encuentra en tanques o depósitos es un procedimiento común en el ámbito ingenieril. Para el estudio del tiempo de escurrimiento es importante manejar las variables que puedan afectar el tiempo de descarga (como diámetros de tuberías, longitud, rugosidad, etc.) de esa manera podemos observar y notar las variables que sean convenientes, estosirve en el campo profesional por ejemplo si se quiere estimar el tiempo de drenado de líquido en una tubería desde un tanque para programar el funcionamiento de una planta o ya sea para conocer la velocidad de descarga de una tubería por la cual se desechan los residuos de la planta.
Es importante saber qué modelos matemáticos se adecuan o cuyos resultados están más próximos a los valoresobtenidos de manera experimental, dichas ecuaciones toman en cuenta suposiciones, desprecian términos desde una ecuación general para de esta manera hacer la operación o el cálculo más sencillo.

Principios teóricos

1. Modelos matemáticos. Para el desarrollo analítico del tiempo de escurrimiento se tomo en cuenta dos modelos:

* METODO “BIRD-CROSBY”
* METODO “OCON-TOJO”

MODELOMATEMÁTICO DE BIRD – CROSBY








Fig (1)

Considerando un cilindro vertical como el que se muestra en la fig (1) que contiene un fluido Newtoniano a un nivel H(t) medido desde la base del tanque. La parte superior del tanque está expuesta a la atmosfera como también la salida del tubo, por lo que el tanque se drena bajo la influencia de la gravedad.Primero se considera un balance de materia para el sistema definido desde el nivel del tanque hasta la salida del tubo

Balance de materia:
Entrada -salida + generación – consumo= acumulación |


Simplificando:

Donde:
y
Entonces remplazando estas relaciones en la ecuación tenemos:

Sacando los valores constantes de la derivada y dando forma...