UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE EL SALVADOR

Actividad Complementaria.

Aplicación de la

"Ecuación de Continuidad".

1. Colocar un caudal de 5000.

2. Habilitar el medidor de flujo.

3. Reducir el área central de la tubería a 0.8 m2.

4. Colocar el medidor de velocidad al principio de la tubería.

5. Colocar el medidor de velocidad al centro de la tubería reducida.

6. Medir las velocidades y las áreas, anotar los datos en la tabla 3.

7. Comprobar los datos de la ecuación de continuidad. Tomar los datos de Área 1, Área 2 y Velocidad 1, como arroja los datos el simulador, para calcular Velocidad 2 y flujo volumétrico.

2

1

2

Q = VA

Q = (6.3 m/s)(0.8 m )

Q = 5.04 m /s = 5,040 l/s

Q = VA

Q = (12.6 m )(0.4 m/s)

Q = 5.04 m /s = 5,040 l/s

1

2

3

1

3

2

ECUACIÓN DE CONTINUIDAD.

ECUACIÓN DE BERNOULLI

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE EL SALVADOR

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

DEPARTAMENTO DE ÁREA BÁSICA

La masa de un fluido en movimiento no cambia al fluir. Esto conduce a una relación cuantitativa importante llamada ecuación de continuidad.(2)

A1V1 = A2V2

Dice que el trabajo efectuado sobre una unidad de volumen de fluido por el fluido circundante es igual a la suma de los cambios de las energías cinética y potencial por unidad de volumen que ocurren durante el flujo.(4)

PRESIÓN DEBIDA A UNA COLUMNA DE DE FLUIDO

Actividad Complementaria.

Imagenes Tomadas en Simulador PHET.

Presión Absoluta según simulador PHET.

Presión Manometrica según simulador PHET.

Obteniendo Presión Manométrica simulador PHET.

Presión Absoluta según simulador PHET.

En el simulador PHET se realizaron las siguientes pasos:

1.Activar la casilla de cuadricula.

2. Llenar todo el tanque a los 3 metros.

3. Colocar el medidor de presión al fondo del tanque.

4. Realizar las mediciones, por medio del simulador, de la presión al fondo del tanque y anotar en la tabla

1. Dar la respuesta de la presión absoluta y manométrica en sistema métrico, atmosferas y PSI.

5. Realizar el cálculo matemático de los tres problemas, dejar procedimiento y anotar las respuestas en la

tabla 1

Obteniendo Presión Absoluta simulador PHET.

Calculos Matemáicos

Encontrando Presión Manométrica

El exceso de presión más allá de la atmosférica suele llamarse presión manométrica.

Tabla Comparativa.

Tabla comparativa

Comportamiento de Fluidos y Gases

Formula para encontrar "Presion Manometrica":

Presion Manometrica = Pman.

Pman = pgh.

p = densidad del fluido.

g = Aceleración gravitacional = 9.81 m/s2

h = Altura ó columna del fluido

Cuando un fluido (ya sea líquido o gas) está en reposo, ejerce una fuerza perpendicular a cualquier superficie en contacto con él, como la pared de un recipiente o un cuerpo sumergido en el fluido.

Cambiando la densidad del fluido a miel.

1

Referencia 1:

Libro:Física universitaria Volumen 1.

Autores: YOUNG SEARS • FREEDMAN ZEMANSKY

Edición: Decimosegunda.

Imagen: Boris López.

Calculando Presión Absoluta

Convirtiendo Pa en atm.

1 atm = 9.87 X 10^-6 Pa.

143090.6 Pa X 9.87 X 10^-6 Pa.

1.41 atm

Convirtiendo Pa en PSI.

1 PSI = 1.45 X 10^-4 PSI.

143090.6 Pa X 1.45 X 10^-4 PSI.

20.75 PSI.

Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica.

Presión Absoluta = 41790.6 + 1.013x10^5.

Presión Absoluta = 141,090.6 Pa.

Presión Absoluta = 101.34 KPa.

Encontrando Presión manométrica:

Pman = pgh.

Pman = (1000X9.81x3)

Pman = 29,430 Pa

Pman = 29.43 Kpa

29.43 KPa

Convirtiendo Pa en atm.

1 atm = 9.87 X 10^-6 Pa.

41,790.6 Pa X 9.87 X 10^-6 Pa.

0.41 atm

Convirtiendo Pa en PSI.

1 PSI = 1.45 X 10^-4 PSI.

41,790.6 Pa X 1.45 X 10^-4 PSI.

6.06 PSI.

Presión Absoluta.

Es la presión respecto al vacío total. El ejemplo típico de uso es la medida de la presión barométrica.

Calculando Presión Absoluta.

Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica.

Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica.

Presión Absoluta = 294,300 + 1.013x10^5

Presión Absoluta = 130,730 Pa

Convirtiendo Pa en atm.

1 atm = 9.87 X 10^-6 Pa.

130730 Pa X 9.87 X 10^-6 Pa.

1.29 atm

Convirtiendo Pa en PSI.

1 PSI = 1.45 X 10^-4 PSI.

130730 Pa X 1.45 X 10^-4 PSI.

18.96 PSI.

Convirtiendo Pa en atm.

1 atm = 9.87 X 10^-6 Pa.

29430 Pa X 9.87 X 10^-6 Pa.

0.29 atm

Convirtiendo Pa en PSI.

1 PSI = 1.45 X 10^-4 PSI.

29430 Pa X 1.45 X 10^-4 PSI.

4.27 PSI.

Donde:

Presión Manometrica = pgh

Presión atmosferica = 1.013 x10^5.

130.73 KPa

PROYECTO: FLUIDOS.

ASIGNATURA: FÍSICA II.

Los subíndices 1 y 2 se refieren a dos puntos cualesquiera del tubo de flujo, así que también podemos escribir:

(5)

ALUMNO: CARNET:

BORIS ALFREDO LÓPEZ CRUZ. LC201801.

TUTOR: ING. MARIO JOSÉ PLATERO.

Referencia 4 y 5:

Libro: Física universitaria Volumen 1.

Autores: YOUNG SEARS • FREEDMAN ZEMANSKY.

Edición: Decimosegunda.

Esta expresión se llama ecuación de continuidad para fluidos. Afirma que el producto del área y la rapidez del fluido en todos los puntos a lo largo de una tubería es constante para un fluido incompresible.(3)

MISIÓN DE LA UNIVERSIDAD

Formar Profesionales con alto sentido crítico y ético, con Capacidad

de autoformación y con las competencias técnico-científicas requeridas para resolver problemas mediante soluciones enfocados en el desarrollo social y respetuosas del medio ambiente.

Referencia 2:

Libro: Física universitaria Volumen 1.

Autores: YOUNG SEARS • FREEDMAN ZEMANSKY.

Edición: Decimosegunda.

Referencia 3:

Libro: Física, para Ciencias e Ingenieria, Volumen 1.

Autores: Raymond A. Serway • John W. Jewett, Jr.

Edición: Septima edici+on.

Imagen: Simulador PHET - Boris López.

Actividad Complementaria.

Principio de Torricelli

1. Los primeros dos tramos de la tubería deben poseer un área de 0.8m2 y la altura debe de ser la inferior.

2. Los últimos dos tramos de la tubería deben poseer un área de 0.8m2 y la altura debe de ser la superior.

3. Ocupando la regla o Tracker pueden medir la diferencia de altura. El punto de medición será el centro de cada tubería.

Principio de Torricelli es una aplicación del principio de Bernoulli y estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través de un pequeño orificio, bajo la acción de la gravedad.

5. Colocar los medidores de presión al principio y al final de la tubería.

¿La presión al principio es igual a la del final de la tubería? Si/No y por qué.

4. Con un caudal de 5000 m3/s, colocar el medidor de velocidad al principio y al final de la tunería. ¿La velocidad al principio es igual a la del final de la tubería? Si/No y por qué.

Donde:

V = la velocidad teórica del líquido a la salida del orificio.

h = la distancia desde la superficie del líquido al centro del orificio.

g = la aceleración de la gravedad.

Calculando Presión al final de Tubo:

Depejando P2:

P2 = 115.915 + (1000)(9.81)(0.0) + 1/2(1000)(6.4)^2 - (1000)(9.81)(3.0) + 1/2(1000)(6.4)^2

P2 = 115.915 + 0.0 + 20480 - 29430 -20480

P2 = 86,485 Pa.

P2 = 86.48 KPa.

DATOS:

P1 = 115.915 Kpa.

p = 1,000 kg/m^3.

V1 = 6.4 m/s.

g = 9.81 m/s^2

V2 = 6.4 m/s.

h1 = 0.0 m.

h2 = 3.0 m.

P2 =¿?

Q = Q

1

2

A V = A V

1

2

A V

1

V =

¿La velocidad al principio es igual a la del final de la tubería?

Si, debido a que la sección del tubo tiene la mima área al inicio como al final.

A1=A2

A1 = 0.80 m^2 = A2 = 0.80 m^2.

V1 = V2

6.4 m/s = 6.4 m/s

2

A

2

(0.8 m )(6.4 m/s)

0.80 m

V =

2

V = 6.4 m/s

2

1. Abrir la pestaña de torre de agua.

2. Llenar el tanque y activar Igualar Flujo.

3. Colocar los medidores de velocidad en el orificio del tanque y otro justo al momento que toca el suelo.

4. Utilizar la cinta métrica o la regla para medir la altura del líquido.

5. Calcular la velocidad con que sale el líquido del tanque y la velocidad con la que llega al suelo.

Despeando h de la

formula de Torricelli

Encontrando Altura de Columna

Tabla Comparativa