Práctica 7. Equilibrio Relativo-V5 PDF

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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAUNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓNFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAEquilibrio Relativo, MovimientoConstante de los Fluidos y AplicacionesActividad 7Materia: Lab. Mecánica de FluidosNombre del Estudiante Matricula CarreraSergio Andrés García Moreno...

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FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

Equilibrio Relativo, Movimiento Constante de los Fluidos y Aplicaciones Actividad 7 Materia: Lab. Mecánica de Fluidos Nombre del Estudiante

Matricula

Carrera

Sergio Andrés García Moreno

1846109

IMTC

Edgar Aldo Fernández Valadez

1860605

IMTC

Tomás Alberto Martínez Tabitas

1822313

IMA

Juan Antonio de Jesús Martínez Pérez

1742129

IME

Jesús David Jacobo Moreno

1845597

IMA

Hora: Miércoles-V5

Grupo: 306

Salón: 5000 DOCENTE: Ing. Raúl Gutiérrez Herrera FIME

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Introducción En la siguiente práctica veremos un método de experimentación en el que mediremos un a altura determinado teóricamente para después compararlo con la altura de experimentación, veremos si estos coinciden respecto a lo marcado teóricamente. Veremos la relación que se tiene mediante formular un experimento teóricamente al hacerlo de manera real experimentalmente, es importante tomar las medidas exactas y utilizar nuestras decimales para que los datos obtenidos teórica y experimentalmente tengan el menor porcentaje de varianza entre los dos valores obtenidos. En el desarrollo de la práctica tendremos unas alturas teóricas marcadas ya en la práctica del libro las sacaremos con la ecuación que este tiene determinada y la compararemos con la altura real que viene siendo la que determinaremos con el experimento que vallamos a realizar. Posteriormente registraremos los datos en una tabla en la cual mediremos la velocidad angular y la altura máxima que en esta se forma, después pondremos el otro valor determinado de velocidad y la altura máxima que en esta se tiene. Es muy importante tomar en cuenta las ecuaciones que se presentan en esta práctica para tener un resultado lo más cercano a lo normal, y que la varianza entre ellos sea la menor. Al final concluiremos que tan cerca fueron los resultados teóricos con los reales y mostraremos una varianza entre todos los datos obtenidos en la tabla y los resultados obtenidos con las ecuaciones ya determinadas.

Marco teórico: FIME

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Un fluido contenido en un cuerpo rígido que está en movimiento se mantiene en equilibrio relativo en la aceleración, para este tipo de situaciones los líquidos toman una nueva forma en su superficie libre, ya sea inclinándose con respecto a la horizontal (caso de los cuerpos con trayectorias rectilíneas y movimiento uniformemente acelerado) o parábolas (caso de fluidos en rotación). Al igual que su nueva forma de acomodarse, todas las capas paralelas a la superficie libre mantienen el mismo valor de presión y la fórmula que determina su valor está dada por la expresión general:

Cuando esta expresión es llevada a casos particulares, muestra el valor de la presión en función de sus nuevas variables, un enlace de cierto interés para estos casos es: Equilibrio Relativo. Líquido bajo aceleración horizontal uniforme. Si un líquido en un recipiente abierto se le da una aceleración horizontal, este líquido después de cierto tiempo se ajustará a esta aceleración moviéndose como si fuera un sólido. La superficie libre inicialmente plana y horizontal, se deforma adquiriendo una pendiente que depende de la aceleración dada.

Liquido bajo rotación uniforme alrededor de un eje vertical. Cuando el fluido dentro de un recipiente se hace girar con velocidad angular constante alrededor de un eje, al cabo de un determinado tiempo, el movimiento será igual al de un sólido. La única aceleración está dirigida radialmente hacia el eje de giro y la superficie libre toma la forma de un paraboloide de revolución.

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Equilibrio relativo de líquidos que se trasladan. Hasta ahora se ha considerado, para el cálculo de superficies de nivel y de presión en un punto interior de un fluido, que éste se encontraba en reposo, o bien, que podía estar en movimiento uniforme, sin ninguna aceleración. Sin embargo, cuando el fluido se encuentra en el interior de un recipiente, sin ocuparlo en su totalidad, y por lo tanto, con completa libertad de movimiento para desplazarse por el interior del mismo, y el recipiente se mueve con un movimiento acelerado o retardado, se observa que el líquido va tomando una cierta inclinación que depende de la aceleración a que se halla sometido el sistema. La cinemática de los fluidos trata el movimiento de estos sin considerar las causas que los producen. Dicho movimiento se denomina flujo. Los métodos de estudio que se utilizan son el Método de Euler y el de Lagrange. MÉTODO DE EULER El observador se encuentra en reposo en un PUNTO del espacio y ve cual es la presión, velocidad y demás propiedades en ese punto. El Observador está en reposo. El fluido se renueva constantemente. No interesa la partícula individual, sino la variación de las condiciones del fluido en ese punto. El enfoque euleriano da la idea de un volumen de control. Es muy usado para fluidos. El volumen de control es una región específica que no cambia su posición ni su forma. Se ve qué ocurre para distintos tiempos en el mismo volumen de control.

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Enfoque Euleriano Los sistemas van pasando. Las partículas se renuevan, son distintas. Se utiliza mucho para líquidos.

CLASIFICACIÓN DE LOS MOVIMIENTOS MOVIENTO PERMANENTE Es aquel en el cual las características del movimiento y las propiedades del fluido en cualquier punto no varían con el tiempo MOVIENTO IMPERMANENTE Cuando las condiciones en un punto varían en el tiempo. MOVIMIENTO UNIFORME Es donde la velocidad a lo largo de una línea de corriente se mantiene constante. Cada punto del espacio tiene una velocidad definida. La velocidad no varía en ninguna dirección para un instante dado, pero no dice nada de la variación de velocidad en un punto con el tiempo.

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MOVIMIENTO VARIADO La velocidad varía a lo largo de una línea de corriente. Si h es constante, el caudal es constante, por lo que la velocidad es constante: MOVIMIENTO PERMANENTE. MOVIMIENTO Si Sección es constante: UNIFORME. Si h es variable, el caudal varía con el tiempo y también la velocidad: MOVIMIENTO IMPERMANENTE. Si S es constante: MOVIMIENTO UNIFORME. Para cada partícula la velocidad es constante, aunque distintas entre sí.

Aplicación de la condición del movimiento acelerado constante en los fluidos La clave para todas las aplicaciones es la energía cinética que se va creando conforme la aceleración que tenga este de acuerdo con sus condiciones y cómo se encuentre el fluido. La cantidad de energía es proporcional a la velocidad en la extremidad del álabe del impulsor. Entre más rápido gire, más velocidad es la que llevará el líquido en la extremidad y mayo será la energía impartida del líquido. Normalmente esta condición nos da aplicaciones o usos para diversos sectores como en la industria o en la vida cotidiana. Se necesita en bombas o turbinas, ya que debido a su movimiento este puede llegar a mover el fluido y trasladarlo a otro lado.

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•

Turbina hidráulica: La turbina hidráulica es el elemento

fundamental

con

el

que

se

aprovecha la energía. Transforman la energía cinética

(fruto

del

movimiento)

de

una

corriente de agua en energía mecánica. Su componente más importante es el rotor, que tiene una serie de palas impulsadas por el agua en movimiento. Se usan en centrales hidroeléctricas para la obtención de mejores energías. Existen distintos tipos que ayudan. • Bombas axiales: En las bombas axiales o de hélice, el flujo del fluido es axial al eje de giro del rodete. Este tipo de bombas en comparación con las bombas centrífugas manejan grandes caudales a pocas presiones y claro la altura de estos es menor que las centrífugas estas trabajan a pequeños caudales pero mayores presiones y alturas. El flujo del fluido es continuo, este tipo de flujo se da cuando el fluido pasa por los canales de los álabes siguiendo una trayectoria contenida en un cilindro.

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Desarrollo R Max: 7.5 cm

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N

ω (rad/s)

h máx (teórica)

h máx (real)

262

27.43657584

21.58526

18.5

215

22.51474735

14.53308051

14

197

20.62979176

12.20149966

12

175

18.32595715

9.628460588

9

153

16.02212253

7.359759475

7

137

14.34660645

5.900949446

5

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Conclusiones Sergio Andrés García Moreno En conclusión, en esta práctica vimos cómo se formó una parábola en un recipiente con fluido, sacamos la h de la parábola midiendo la con una regla y así obtuvimos un dato real, hicimos uso del tacómetro para medir las revoluciones por minuto que se estaban efectuando, este procedimiento se repitió con distintas velocidades y parábolas. Jesús David Jacobo Moreno En esta práctica se investigó sobre la cinemática de los fluidos, los diferentes tipos de movimientos y las características de estas, incluyendo una forma de identificarlas (tiempo y velocidad). Así como la aplicación de la condición de movimiento acelerado constante en los fluidos. Se concluye que este movimiento del equilibrio relativo ha ayudado mucho a la sociedad porque se crea un movimiento en el cual, debido a la transferencia de energía en el fluido, este puede “transportar” el fluido necesario. Juan Antonio de Jesús Martínez Pérez En esta práctica pudimos apreciar que la parábola que obtuvimos con los datos reales fue aproximadamente iguales a los datos tomados en el marco teórico y con los cálculos base, por lo que algunas cosas influyeron en la toma de datos ya estando en forma práctica. Tomás Alberto Martínez Tabitas Concluimos al terminar esta práctica la poca varianza que tuvimos al realizar los datos de manera teórica a experimentalmente de manera real creo que tiene muy poca varianza los datos reales a los obtenidos con la ecuación, esto es de gran ayuda ya que esto nos permite a tener un valor un poco ya predefinido antes de hacer el ejercicio experimental, al realizar las ecuaciones ya marcadas en el libro es importante saber trabajar con las decimales de los resultados para tener un valor mucho más acertado al real, es importante resaltar que se cumplió con el objetivo principal de la práctica que era comparar ambos datos obtenidos y que se tuviera el menor número de varianza entre estos dos resultados.

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Edgar Aldo Fernández Valadez Concluyó que esta práctica es de suma importancia, ya que en los datos teóricos y reales salieron casi iguales, solo diferencia de decimales, con las fórmulas que nos dieron en esta misma, así que de mi parte me pareció muy buena esta práctica.

Bibliografías (2020). Retrieved 18 November 2020, from http://repositorio.uladech.edu.pe/bitstream/handle/123456789/15210/MECANICA%20DE%20FLUIDO S%20%281%29.pdf?sequence=1&isAllowed=y (2020). Retrieved 18 November 2020, from http://ingenieria.uncuyo.edu.ar/catedras/cinematicambi2015.pdf Equilibrio relativo | Movimiento (física) | Presión. (2020). Retrieved 18 November 2020, from https://es.scribd.com/doc/70766135/equilibrio-relativo

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