lab fis-102 prac8
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UNIVERSIDAD MAYOR, REAL Y PONTIFICIA DE SAN FRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACA
FACULTAD DE TECNOLOGIA
CARRERA:..........................................................................................................
MATERIA:............................................................................................................
PRÁCTICA NO:....................................................................................................
TÍTULO DE LA PRÁCTICA:................................................................................
GRUPO NO:.........................................................................................................
HORARIO:...........................................................................................................
UNIVERSITARIO(S):............................................................................................
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FECHA DE PRÁCTICA:.......................................................................................
FECHA DE ENTREGA:........................................................................................
NOMBRE DEL DOCENTE:..................................................................................
Sucre - Bolivia
2014
Introducción
La ecuación de Bernoulli se aplica a fluidos ideales es decir: que sea incompresible, que no tenga rozamiento interno o viscosidad y trabajar en régimen estacionario.
El tubo de Venturi es horizontal, siendo ancho en los extremos y estrecho en el medio para evitar turbulencias.
2.1 Objetivos
2.1.1 Objetivo General
Verificar experimentalmente la valides de la ecuación de Bernoulli para un flujo en un tubo de Venturi.
2.2 Equipo y Material
Cubeta de ingreso y salida Medidor de agua Bomba de agua Tubo de Venturi Depósito o tanque de agua Cronómetro Tubos manométricos Regla Jarra de 1l. 3 cubetas de aproximadamente 1 l cada una.
2.3 Esquema del equipo
2.4 Procedimiento
Verifique que la cubeta de ingreso esté conectado a la bomba de agua y que la válvula del desagüe este completamente abierta.
Revise también que la manguera de salida del Venturímetro esté dentro del depósito de la bomba de agua.
Se inicia el flujo a través del Venturi abriendo la válvula de entrada. En este instante el agua empieza a ascender a través de los tubos manométricos debido a la presión estática.
Revise que no existan burbujas de aire en los tubos. Si es necesario, desaloje las burbujas de aire cerrando despacio la válvula de la salida.
Ajuste ambas válvulas, de la entrada y de la salida hasta conseguir la máxima diferencia de niveles en los tubos de manómetro. Espere por algún tiempo hasta que estos niveles se estabilicen.
Seleccione este caudal y anote las alturas de los niveles de agua en todas las columnas.
Cuando el flujo esté estacionario, mida el volumen de flujo para un tiempo determinado, usando el medidor de agua y un cronómetro. Tome por lo menos 3 medidas y calcule el caudal promedio.
Mida el nivel que alcanza el líquido en cada uno de os tubos de Venturi.
Mida la altura y el ancho de las secciones transversales.
2.5 Tabulación de Datos
Determinación del Caudal
Medidas V(m3)
t(s)
Q(m3/s)
1 1,070∗10−6 5,45 1,963∗10−7
2 1,069∗10−6 6,43 1,961∗10−7
3 1,078∗10−6 7,43 1,978∗10−7
Caudal promedio Q=1,967∗10−7
Presión Estática, presión dinámica y presión total
h= altura manométricaP=gh presión estática
Pt= presión total
Sección h(m)
P(N/m2)
Pd
(N/m2)Pt
(N/m2)agua
(kg/m3)X
(m)1 0,333 3248,962 2,15∗10−4 3248,962
997
0,027
2 0,322 3141,639 2,77∗10−4 3141,369 0,067
3 0,269 2624,537 5,92∗10−4 2624,538 0,108
4 0,215 2097,678 9,35∗10−4 2097,679 0,147
5 0,209 2039,138 7,91∗10−4 2039,139 0,187
6 0,258 2517,214 4,63∗10−4 2517,214 0,227
7 0,283 2761,130 2,77∗10−4 2761,130 0,267
8 0,295 2878,209 2,15∗10−4 2878,209 0,307
Presión dinámica utilizando la ecuación de Continuidad
d= 0,012 m ancho de la sección transversalA= D*d área de la sección transversal
D= altura de la sección transversal
V=QA
velocidad de flujo
Pd=12V 2 presión dinámica
Sección D(m)
A(m2)
V(m/s)
Pd
(N/m2)1 0,025 3,00∗10−4 6,56∗10−4 2,15∗10−4
2 0,022 2,64∗10−4 7,45∗10−4 2,77∗10−4
3 0,015 1,80∗10−4 1,09∗10−4 5,92∗10−4
4 0,012 1,44∗10−4 1,37∗10−4 9,35∗10−4
5 0,013 1,56∗10−4 1,26∗10−4 7,91∗10−4
6 0,017 2,04∗10−4 9,64∗10−4 4,63∗10−4
7 0,022 2,64∗10−4 7,45∗10−4 2,77∗10−4
8 0,025 3,00∗10−4 6,56∗10−4 2,15∗10−4
2.6 Cálculos
2.6.1 Cálculos matemáticos
-Cálculo Q=Vt
1,070∗10−6
5,45=1,963∗10−7m
3
s
1,069∗10−6
6,43=1,961∗10−7m
3
s
1,078∗10−6
7,43=1,978∗10−7m
3
s
-Cálculo P=❑H 2O∗g∗h (g=9,786 m/s2;❑H 2O
=997 kgm3
)
997∗9,786∗0,333=3248,962 Nm2
997∗9,786∗0,322=3141,639 Nm2
997∗9,786∗0 ,269=2624,537 Nm2
997∗9,786∗0,215=2097,678 Nm2
997∗9,786∗0,209=2039,138 Nm2
997∗9,786∗0 ,258=2517,214 Nm2
997∗9,786∗0,283=2761,130 Nm2
997∗9,786∗0,295=2878,209 Nm2
-Cálculo A=D∗d (d=0,012 m)
0,025∗0,012=3,00∗10−4m2
0,022∗0,012=2,64∗10−4m2
0,015∗0,012=1,80∗10−4m2
0,012∗0,012=1,44∗10−4m2
0,013∗0,012=1,56∗10−4m2
0,017∗0,012=2,04∗10−4m2
0,022∗0,012=2,64∗10−4m2
0,025∗0,012=3,00∗10−4m2
-Cálculo V=QA
(Q=1,967∗10−7m3
s)
1,967∗10−7
3,00∗10−4 =6,56∗10−4 ms
1,967∗10−7
2,64∗10−4 =7,45∗10−4 ms
1,967∗10−7
1,80∗10−4 =1,09∗10−4 ms
1,967∗10−7
1,44∗10−4 =1,37∗10−4 ms
1,967∗10−7
1,56∗10−4 =1,26∗10−4 ms
1,967∗10−7
2,04∗10−4 =9,64∗10−4ms
1,967∗10−7
2,64∗10−4 =7,45∗10−4 ms
1,967∗10−7
3,00∗10−4 =6,56∗10−4 ms
-Cálculo Pd=12V 2 (❑H 2O
=997 kgm3
)
12∗997∗¿
12∗997∗¿
12∗997∗¿
12∗997∗¿
12∗997∗¿
12∗997∗¿
12∗997∗¿
12∗997∗¿
-Cálculo Pt=P+Pd
3248,962+2,15∗10−4=3248,962 Nm2
3141,639+2,77∗10−4=3141,639 Nm2
2624,537+5,92∗10−4=2624,538 Nm2
2097,678+9,35∗10−4=2097,679 Nm2
2039,138+7,91∗10−4=2039,139 Nm2
2517,214+4,63∗10−4=2517,214 Nm2
2761,130+2,77∗10−4=2761,130 Nm2
2878,209+2,15∗10−4=2878,209 Nm2
2.6.2 Gráficas
X P Pd Pt
0,027 3248,96 2,15E-04 3248,960,067 3141,64 2,77E-04 3141,370,108 2624,54 5,92E-04 2624,540,147 2097,68 9,35E-04 2097,680,187 2039,14 7,91E-04 2039,140,227 2517,21 4,63E-04 2517,210,267 2761,13 2,77E-04 2761,130,307 2878,21 2,15E-04 2878,21
0,00
500,00
1000,00
1500,00
2000,00
2500,00
3000,00
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400
Pres
ión
(N/m
2)
X (m)
P
Pd
Pt
0,00E+00
2,00E-04
4,00E-04
6,00E-04
8,00E-04
1,00E-03
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400
Pres
ión
(N/m
2)
X(m)
Pd
2.7 Análisis de Resultados
Los resultados entre P y Pt parecieran ser iguales, pero hay una pequeña diferencia en algunos resultados. Sin embargo, estos resultados son totalmente diferentes a los resultados de Pd, los cuales son muy pequeños.
2.8 Conclusiones
Caudal Promedio: Q= 1,967∗10−7 m3
s
P(N/m2)
Pd
(N/m2)Pt
(N/m2)3248,962 2,15∗10−4 3248,962
3141,639 2,77∗10−4 3141,369
2624,537 5,92∗10−4 2624,538
2097,678 9,35∗10−4 2097,679
2039,138 7,91∗10−4 2039,139
2517,214 4,63∗10−4 2517,214
2761,130 2,77∗10−4 2761,130
2878,209 2,15∗10−4 2878,209