Practica 7 - LAB Fisica II - Equipo 2 PDF

Preview

Summary

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓNFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICALABORATORIO FISICA IIPráctica 7Fluidos en MovimientoINSTRUCTOR: Roel Castañeda GomezSEMESTRE: JUNIO - JULIO 2021BRIGADA: 107MATRICULA NOMBRE PROGRAMA EDUCATIVO1945835 Ximena Contreras Rodriguez IMA 1947235 Diego Patricio Ca...

Description

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

LABORATORIO FISICA II Práctica 7 Fluidos en Movimiento INSTRUCTOR: Roel Castañeda Gomez SEMESTRE: JUNIO - JULIO 2021 BRIGADA: 107

MATRICULA

NOMBRE

PROGRAMA EDUCATIVO

1945835

Ximena Contreras Rodriguez

IMA

1947235

Diego Patricio Castañeda Flores

IAS

1947538

Jared De Leon Rodriguez

IEA

1964706

Erick Adrián Calvo Villarreal

ITS

FECHA DE ENTREGA: 12/07/21

HIPÓTESIS: Esta práctica es una continuación de la práctica anterior y nos concentraremos más en comprender los conceptos y ecuaciones de los fluidos utilizando el tubo de Venturi y el tubo de Pitot para conocer la magnitud de la velocidad del fluido en movimiento, además observaremos el comportamiento de un gas (aire) en movimiento y su relación de su velocidad con las variables que intervienen en su medición con ayuda del tubo de Venturi y tubo Pitot. Esta práctica la realizaremos con la ayuda de un simulador y de igual manera lo haremos cambiando las variables y observar sus reacciones, de ver si su velocidad cambia, el comportamiento del gas, etc. En resumen se buscará aplicar los conceptos y ecuaciones de los fluidos en movimiento utilizando el tubo de Venturi y el tubo Pitot para calcular la magnitud de la velocidad de un fluido en movimiento.

MARCO TEÓRICO:

Fluidos en movimiento. Se denomina fluido a la materia compuesta por moléculas atraídas entre sí de manera débil, de manera que no tiene la capacidad de sostener su forma concreta, sino que adquiere el recipiente en donde esté contenida. En esto se distingue de los sólidos, las partículas no cambian de posición tan fácilmente, sino que se resisten al desplazamiento. La mecánica de fluidos es la rama de la mecánica de medios continuos, que de igual forma pertenece a la física, estudia el movimiento de los fluidos y sea gas o líquidos, así como las fuerzas que los provocan. Propiedades de los fluidos. Los fluidos tienen las siguientes propiedades físicas: • Viscosidad. Se trata de la fricción que ofrecen los fluidos cuando sus partículas son puestas en movimiento por alguna fuerza y que tiende a impedir la fluidez. Por ejemplo, una sustancia como el alquitrán es sumamente viscosa y fluirá mucho más lenta y difícilmente que una de baja viscosidad como el alcohol o el agua. • Densidad. Es un indicador de qué tan junta está la materia, es decir, qué tanta masa hay en un cuerpo. Los fluidos poseen mayor o menor densidad, de acuerdo a la cantidad de partículas que haya en un mismo volumen de fluido. • Volumen. Se trata de la cantidad de espacio tridimensional que el fluido ocupa en una región determinada, considerando longitud, altura y ancho. Los líquidos poseen un volumen específico, mientras que los gases poseen el volumen el recipiente que los contenga. • Presión. La presión de los fluidos es la fuerza que su masa ejerce sobre los cuerpos que se encuentran dentro suyo: un objeto que cae al fondo de un lago tendrá encima el peso de todo el volumen de agua completo, lo cual se traduce en mayor presión que estando en la superficie. En los fondos marinos la presión es muchas veces mayor que la de la atmósfera terrestre, por ejemplo.

• Capilaridad. Esta fuerza de cohesión intermolecular de los fluidos les permite subir por un tubo capilar, en contra de la gravedad, dado que su atracción interna es mucho mayor a la atracción de sus partículas por el material del tubo. Esto se debe en parte de la tensión superficial. Tubo de Venturi. Un tubo de Venturi es un dispositivo que está diseñado para medir la velocidad de un fluido aprovechando el efecto Venturi. Efectivamente, conociendo la velocidad antes del estrechamiento y midiendo la diferencia de presiones, se halla fácilmente la velocidad en el punto problema. La aplicación clásica de medida de velocidad de un fluido consiste en un tubo formado por dos secciones cónicas unidas por un tubo estrecho en el que el fluido se desplaza consecuentemente a mayor velocidad. La presión en el tubo Venturi puede medirse por un tubo vertical en forma de U conectando la región ancha y la canalización estrecha. La diferencia de alturas del líquido en el tubo en U permite medir la presión en ambos puntos y consecuentemente la velocidad. En otros casos utiliza este efecto para acelerar la velocidad de un fluido obligando a atravesar un tubo estrecho con el extremo en forma de cono. Estos modelos se utilizan en numerosos dispositivos en los que la velocidad de un fluido es importante y constituyen la base de aparatos como el carburador. Tubo Pitot. El tubo de Pitot se utiliza para calcular la presión total, también denominada presión de estancamiento, presión remanente o presión de remanso (suma de la presión estática y de la presión dinámica). Lo inventó el ingeniero francés Henri Pitot en 1732 y fue modificado por Henry Darcy en 1858. Se utiliza mucho para medir la velocidad del viento en aparatos aéreos y para cuantificar las velocidades de aire y gases en aplicaciones industriales. Mide la velocidad en un punto dado de la corriente de flujo, no la media de la velocidad del viento. Manómetro.

Un manómetro de presión es un indicador analógico utilizado para medir la presión de un gas o líquido, como agua, aceite o aire. A diferencia de los transductores de presión tradicionales, estos son dispositivos analógicos con un dial circular y un puntero accionado mecánicamente que han estado en uso durante décadas. En muchas aplicaciones modernas el manómetro analógico está siendo sustituidos por manómetros digitales con una pantalla digital y características adicionales, tales como incorporación de alarmas y analógica, digital o retransmisión inalámbrica del valor indicado. Los manómetros digitales de presión se fabrican a menudo en un soporte de alojamiento de proceso que es similar en tamaño y forma a los manómetros analógicos tradicionales, haciéndolos intercambiables.

Procedimiento:

Para esta práctica se colocaría el medidor de Venturi de manera que los dos espejos de agua estén a la misma altura. Después de hacer esto se colocaría el soplador a una distancia de al menos 1 pulgada para no derramar el agua y poder realizar bien la actividad. Se encendería el soplador e irá aumentando la capacidad de aire de forma gradual. Con esto seleccionaremos una velocidad y se medirá la diferencia de altura entre ambos lados y tomar este dato para poder realizar los cálculos y obtener nuestros resultados. Aunque nuevamente, esta actividad se realizó en un simulador y no de manera física

CÁLCULOS:

Densidad el Flujo 1639.1 𝐿 ⁄(𝑚2 𝑠)

Densidad del fluido 𝑘𝑔 900 ⁄𝑚3

6527.3 𝐿 ⁄(𝑚2 𝑠)

900

𝑘𝑔⁄ 𝑚3

742.8 𝐿⁄(𝑚2 𝑠)

900

𝑘𝑔 ⁄𝑚3

6589.1 𝐿 ⁄(𝑚2 𝑠)

889

𝑘𝑔⁄ 𝑚3

Velocidad

Presión

1.7 𝑚⁄𝑠

109.611 kPa

6.4 𝑚⁄𝑠

103.955 kPa

0.8 𝑚⁄𝑠

118.796 kPa

5.8 𝑚⁄𝑠

121.983 kPa

Gráficas:

flujo de un fluido 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 densidad del flujo

densidad del fluido

velocidad

presion

PREGUNTAS:

• ¿Existe alguna dependencia entre la magnitud de la

velocidad y la magnitud de la aceleración de la gravedad local, y que pasaría si estuviéramos en un estado de ingravidez? R= La magnitud de la velocidad su módulo es en el eje x y la modalidad y mientras que la gravitacional solo es en el módulo en el eje y.

• ¿Qué adaptación haría al tubo de Venturi para lograr medir la magnitud de la velocidad de un líquido? R= Se adapta a un flujo en movimiento dentro de un conducto cerrado, disminuye su presión al aumentar la velocidad después de pasar por una zona de sección menor.

• Describa como le haría para medir la magnitud de la velocidad de un gas y de un líquido sin usar el tubo de Venturi ni el tubo Pitot. R= Hay distintos medidores volumétricos de presión diferencial. Por ejemplo: La placa orificio, tobera, turbinas, entre otros.

• ¿Para qué sirven los dos orificios superior e inferior que tiene el tubo Pitot? R= Su función es para generar presión diferencial.

• Menciona algunas aplicaciones prácticas. R= Medir el caudal o medir la velocidad de una corriente líquida.

CONCLUSIÓN:

Como vimos anteriormente, en esta práctica nos concentramos más en entender ciertas ecuaciones y conceptos de los fluidos está vez empleando el tubo de Venturi y el tubo de Pitot, esto para conocer la magnitud de su velocidad. El tubo de Venturi es un dispositivo que fue diseñado para calcular la velocidad de un fluido aprovechando el efecto que hace, también podemos entender que se puede utilizar en otros casos para acelerar la velocidad de un fluido y esto obliga a que el fluido pase por un tubo muy estrecho con un extremo en forma de cono. Del tubo de Pitot podemos explicarles que este se utiliza para calcular la presión total, también conocida como presión de estancamiento, presión remanente o presión de remanso, también tiene la función de medir la velocidad en un punto dado de la corriente de flujo

BIBLIOGRAFÍAS: EcuRed. (s. f.). Mecánica de fluidos - EcuRed. Recuperado 19 de abril de 2021, de https://www.ecured.cu/Mec%C3%A1nica_de_fluidos#:~:text= La%20mec%C3%A1nica%20de%20fluidos%20es,las%20fuer zas%20que%20los%20provocan. I. (2020, 14 de enero). Fluidos. Características. https://www.caracteristicas.co/fluidos/#:%7E:text=En%20princ ipio%2C%20tanto%20los%20gases,ninguno%20conserva%2 0su%20forma%20espec%C3%ADfica. colaboradores de Wikipedia. (2020, 9 de diciembre). Efecto Venturi. Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Venturi colaboradores de Wikipedia. (2021a, 24 de marzo). Tubo de Pitot. Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_Pitot ¿Qué es un manómetro? | Tipos de indicadores de presión. (s. f.). OMEGA. Recuperado 19 de abril de 2021, de https://es.omega.com/prodinfo/galgas-de-presion.html http://laplace.us.es/wiki/index.php/Tubo_de_Venturi https://www.youtube.com/watch?v=MK2YDJLp_3Q...