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Proyecto Mecanica de Fluidos

Proyecto elaborado por el grupo 6 K de la FCQ UACH en la materia Mecanica de Fluidos.
by

Oscar Aguirre

on 29 May 2014

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Transcript of Proyecto Mecanica de Fluidos

1.
RESUMEN
Se utilizó el
teorema de Bernoulli
para flujos reales y se comparó con el comportamiento de un flujo ideal.
Gráfica 1
Se construyó un sistema hidráulico para calcular la pérdida de energía
Gráfica 2
Gráfica 3
Se utilizó un recipiente en el que se le acoplo una llave para jardín. Se tomo el tiempo que tardó en verter un litro del fluido.
Se fueron acoplando piezas diferentes y midiendo sus tiempos.
Gráfica 4
Los resultados obtenidos prácticamente no tuvieron ninguna similitud con los cálculos teóricos ideales de un flujo.
Gráfica 5
Se concluye que la llave para jardín de ½” ofrece demasiada fricción debido a que ésta se utiliza en sistemas de mediana presión para evitar la pérdida de presión en él.
En esta grafica se muestran la distribución de velocidades en las 10 mediciones del agua y la maicena.
Distribución de velocidades del agua entre el flujo real y el ideal.
Distribución de velocidades de la maicena entre el flujo real y el ideal.
Comparación entre la pérdida de energía del agua y la maicena.
Comparación entre las velocidades reales, teórica de Bernoulli y teórica de líquidos en recipiente del agua.
Se hizo una comparación entre de velocidades de agua y la maicena en las 10 mediciones, en la que se aprecia claramente que en la mayoría de las mediciones el agua presento mayor velocidad que en la maicena, lo que indica una mayor pérdida de energía es decir una mayor viscosidad en la maicena que en el agua.
Se aprecia claramente la diferencia tan notoria entre las velocidades del flujo real y el ideal del agua y la maicena, lo que nos indica que algo paso para que esa diferencia de velocidad sea tan amplia.
Se aprecia claramente la diferencia tan notoria entre las velocidades del flujo real y el ideal del agua y la maicena, lo que nos indica que algo paso para que esa diferencia de velocidad sea tan amplia.
Se comparó la pérdida de energía del agua y la maicena, en la que se ve claramente que la pérdida de energía de los dos fluidos tiene la misma tendencia (comportamiento) lo que nos indica que al hacer las mediciones no hubo ningún error de medición, es decir que el sistema paro los dos fluidos se comporta de la misma forma.
Se hizo una comparación entre las velocidades reales, la velocidad calculada por el teorema de Bernoulli y la velocidad teórica de líquidos en recipiente del agua.

Si observamos la velocidad calculada según el teorema de Bernoulli y la velocidad calculada según la ecuación de la velocidad teórica de líquidos en recipiente, se aprecia un gran parecido en cuanto a la tendencia (comportamiento) y un ligero cambio correspondiente a la magnitud.

Mientras que en la velocidad real del sistema se aprecia una tendencia muy variante y en cuanto a la magnitud muy por debajo de las otras dos, por lo que se reitera que alguna pieza en el sistema ocasionó este comportamiento irregular.
Datos recabados durante el experimento para el cálculo de pérdida de energía para el agua y la maicena.
Tabla 1
Se muestran todos los datos recabados durante el experimento (tiempo de duración en la cual se vertió un litro, las piezas usadas en cada medición y la distancia que mide cada pieza) para el cálculo de pérdida de energía para el agua y la maicena.
Tabla 2
Calculo del caudal y la velocidad en el agua y la maicena experimentalmente empleando la ecuación de continuidad.
Se muestran los resultados de los cálculos de caudal y la velocidad en el agua y la maicena experimentalmente empleando la ecuación de continuidad.
Tabla 3
Calculo del tiempo, caudal y velocidad en el agua y la maicena teóricamente empleando el teorema de Bernoulli para flujos ideales (sin fricción).
Se muestran los resultados del cálculo del tiempo, caudal y velocidad en el agua y la maicena teóricamente empleando el teorema de Bernoulli para flujos ideales (sin fricción).
Se muestran los resultados del cálculo de perdida de energía global e individual y la fricción del agua y maicena mediante el teorema de Bernoulli para flujos reales (en donde hay rozamiento) en los cuales se aprecian valores negativos tanto en la perdida de energía por conexión como en la fracción y en otros no hubo perdida, lo que nos indica que algo salió mal o alguna pieza de nuestro sistema está afectando los resultados.
MATERIALES
Calculo de la perdida de energía global e individual y la fricción del agua y maicena mediante el teorema de Bernoulli para flujos reales (en donde hay rozamiento).
Tabla 4
Calculo de tiempo, caudal y velocidad del agua empleando la ecuación para salida de líquidos en recipiente.
Tabla 5
Se muestran los resultados obtenidos al calcular el tiempo, caudal y velocidad del agua, empleando la ecuación para salida de líquidos en recipiente.
Recipiente de 19 L
Llave para jardín de ½”
2.5 metros de tubo PVC de ½”
Un codo de PVC de ½”
Un cople de PVC de rosca interna de ¾”
Un reductor de PVC de ¾” a ½”
Dos T de PVC de ½”
Un cople de PVC de Rosca interna
Un cople de PVC de Rosca externa de ½”
Vaso de PP de 1L
Agua
Fécula de maíz (maizena)

MÉTODOS
3.
4.
5.
2.
Este procedimiento se repitió con el codo de PVC de ½”, el tubo de ½” de 50cm, T de ½”, tubo de ½” de 79cm, T de ½”, Tubo de ½” de 25cm y el cople de ½” de rosca interna y externa.

Se puso enseguida el cople de PVC de rosca interna de ¾” y el reductor de PVC de ¾” a ½”.Se midió el tiempo en el que se llenó el vaso de pp de un litro con la llave totalmente abierta y el nivel de agua constante.

Se repitió el método para la fécula de maíz.
Se hizo un orificio pequeño en la
parte inferior del recipiente de 19
litros. Se colocó la llave en el orificio y se fijó con plastiacero.

Se llenó el recipiente hasta alcanzar 27cm de profundidad y se midió el tiempo en el que se llenaba el vaso de pp de 1 L con la llave totalmente abierta. Se mantuvo el flujo de agua constante.

CONCLUSIÓN
No se pudieron calcular las perdidas de energía por conexiones, debido a que en el sistema hubo una pieza que nos impidió su cálculo;

En base a los resultados obtenidos y a las gráficas, se llegó a la conclusión de que la llave para jardín fue la responsable de que no lo pudiéramos lograr, debido a que al analizar las gráficas obtenidas (Gráfica 2,3 y 5) se observó una diferencia de velocidad muy considerable desde el inicio del sistema entre el real y los teóricos

Además se sabe que el uso principal de esta llave es regular el caudal de un sistema en donde se requiere poca demanda de agua (ya que trabaja a mediana presión correctamente), esto se debe a que el uso de estas llaves evitan que la presión baje en el sistema. (4)

Este problema pudo haberse solucionado al usar una llave de paso, que su uso es para permitir o cortar el flujo de agua a un sistema, por lo que al haberlo empleado éste no hubiera impedido el flujo normal de fluido y de esta forma los resultados del proyecto (perdida de energía) habrían salido más cercanos a los teóricos.
Posteriormente se conectó el tubo de PVC de ½” se midió el tiempo.


(1) http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4918/html/22_ecuacin_de_continuidad.html

(2) Manual de Formulas Tecnicas, Gieck, Alfamega, 31ª Edicion, 2007, PP N4, N6 y N7

(3) http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoulli

(4) http://es.wikipedia.org/wiki/Llave_de_paso.
LITERATURA CITADA.

Agradecemos a la maestra Alma Rocío Rivera por permitirnos realizar este proyecto, el cual nos fue de mucha utilidad, debido a que aprendimos cómo calcular la perdida de energía en un sistema hidráulico de forma experimental.
A pesar de no obtener los resultados esperados, la elaboración del proyecto nos ayudó a plasmar la parte teórica al aprender el funcionamiento, manipulamiento y uso de válvulas y tuberías en la parte practica de la materia.
AGRADECIMIENTOS
&
INTRODUCCIÓN
Ecuación de continuidad
Teorema de Bernoulli
Flujo ideal
Flujo real
Tubos de sección circular
Salida de líquidos en recipiente con orificio lateral pequeño

RESULTADOS
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CHIHUAHUA
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS
CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA HIDRÁULICO PARA EL CÁLCULO DE PÉRDIDA DE ENERGÍA EN TUBERÍA DE ½” DE PVC UTILIZANDO DIFERENTES FLUIDOS.
Grupo 6°K
Profra. Alma Rocio Rivera
29-05-14
Proyecto:
¡GRACIAS
POR SU ATENCION!
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