Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Encuentra los documentos específicos para los exámenes de tu universidad
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
Se reconoce todo los equipos basicos de un laboratorio de mecnica de fluidos.
Tipo: Resúmenes
1 / 35
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
1
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
3
3.12.1. FUNCIONES DEL PARSHALL CAUDALÍMETRO ....................................... 31 3.12.2. CAUDALÍMETRO PARSHALL – CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS........... 32 3.12.3. COMPARACIÓN ............................................................................................... 32 IV. SUGERENCIAS ............................................................................................................. 33 V. CONCLUSIONES .............................................................................................................. 34 VI. BIBLIOGRAFÍAS .......................................................................................................... 34
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
4
La mecánica de fluidos, es el área que estudia y trabaja con la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, como también de sus aplicaciones y los mecanismos de ingeniería que emplean estos mismos. Siendo estos liquido o gases, para poder interpretarlo la inteligencia humana pudo descubrir diferentes fenómenos idealizarlos en fórmulas para una correcta comprensión y solución de diferentes problemas, creando equipos o maquinas que ayudan a facilitar las tareas de personal especializado en este caso el curso de laboratorio de mecánica de fluidos nos ayudara a comprender como funcionan los diversos equipos que podemos encontrar en un laboratorio y cómo usarlos debidamente. En el presente trabajo se quiere dar a conocer los diferentes equipamientos de laboratorio que se usa para diferentes experimentos y pruebas, en el proceso de estos lo óptimo es conseguir resultados casi exactos y en menor tiempo, esto será posible si se conoce el equipamiento que se va a usar de lo contrario tener buenos resultados será complicado. A continuación, se nombrarán algunos equipos muy importantes en la mecánica de fluidos, Dentro de estos equipos mencionamos el Banco Hidráulico que se pude usar para demostrar y observar diferentes leyes y teoremas que hay en la mecánica, dinámica y estática de fluidos. También están los aparatos de presión hidrostática estos nos ayudan a estudiar de la presión que ejerce un fluido sobre una superficie sumergida en él, el aparato de Bernoulli el cual ilustra circunstancias en las que se puede aplicar el Teorema de Bernoulli, también encontramos demostración de Osborne-Reynolds F1-20, altura metacéntrica, banco de tuberías de pérdidas por fricción y en cada uno de ellos se explica sus características, su función y medidas. todos estos para saber ¿Para qué es? ¿Para qué se usa? y familiarizarnos con el presente curso, que son conocimientos muy importantes para nuestra carrera como ingenieros civiles y todo el conocimiento que nos brinda nuestra querida casa de estudios UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, será aplicado en diferentes campos como diseñar canales, represas, en la hidrometría, la hidráulica experimental, hidráulica ambiental, entre otros. Además, Es imprescindible que, para un óptimo conocimiento experimental, las escuelas tengan laboratorios de ciencias de calidad ya que estos nos ayudan a interactuar directamente con los resultados y datos obtenidos.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
6
Lo más importante en un ensayo de laboratorio son los resultados que obtenemos, es por ello que siempre se debe procurar en seguir los pasos, indicaciones y procesos de manera correcta para no tener equivocación ni variaciones. 2.3. VARIABLES 2.3.1. VARIABLES DEPENDIENTE Obtener buenos resultados dependerá de saber usar y manejar correctamente los equipos de laboratorio. El proceso de experimentación debe seguirse siempre y cuando los equipos estén calibrados, de lo contrario los resultados podrían variar enormemente. 2.3.2. VARIABLES INDEPENDIENTE La utilidad de los equipos independientemente de las marcas en el mercado estas tienen un mismo funcionamiento. Materiales que se usaran en el desarrollo de los ensayos. 2.4. DESCRIPCIÓN DEL MARCO TEÓRICO 2.4.1. DENSIDAD Esta propiedad nos permite identificar que tanta masa hay en un cuerpo y, por ende, que tan juntas están las moléculas en un determinado fluido y se define así: m
Donde: m = masa del fluido v = volumen del fluido 2.4.2. VISCOSIDAD Es una medida de la resistencia del fluido al corte cuando el fluido está en movimiento. Se le puede ver como una constante de proporcionalidad entre el esfuerzo de corte y el gradiente de velocidad. Sus unidades en el SI son: kg s/ m3. La viscosidad de un líquido decrece con el aumento de temperatura, pero en los gases crece con el aumento de temperatura. Esta diferencia es debido a las fuerzas de cohesión entre moléculas. Esta propiedad también depende de la presión. 2.4.3. PESO ESPECIFICO El peso específico es la relación que existe entre el peso y el volumen que ocupa una sustancia en el espacio, ene el Sistema Internacional de medidas sus unidades son (N/m3) y se representa con un símbolo gammaa ( (^) ), la fórmula matemática con la que se representa es:
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
7
2.4.4. CAPILARIDAD La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial (la cual, a su vez, depende de la cohesión o fuerza intermolecular del líquido), que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar. 2.4.5. VOLUMEN ESPECIFICO Es una propiedad intensiva de la materia que mide el volumen ocupado por unidad de masa de un cuerpo. Corresponde a la relación que existe entre el volumen y la masa, por lo que representa el inverso de la densidad, se representa con la letra (v) y su fórmula es: v V = m Donde v es el volumen específico que se quiere calcular, V es el volumen ocupado por el fluidos y m es la masa del fluido. También existe otra fórmula de volumen específico para calcular cuando esta depende se su densidad: v^1 ^1
2.4.6. GRAVEDAD ESPECIFICA La gravedad especifica de un fluido, que se representa con las letras s, se define como la relación entre la masa de un volumen determinado de dicho fluido y la masa de un volumen igual de agua a 4°c. Esta es una propiedad intensiva de la materia lo que significa que depende solo de su composición y no de la cantidad de materia presente. ( ) ( 4 ) Sfluido m fluido = (^) m volumenigual de agua C
Esta ecuación se puede reescribir cuando dependa de la densidad del fluido como: ( )* ( ) ( 4 )* ( ) S fluido^ v fluido agua C v agua
2.4.7. COHESIÓN Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. La cohesión es diferente de la adhesión; la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
9
la bomba del motor se realiza mediante un interruptor y un dispositivo de corriente residual montada en un hueco en la parte frontal del banco. Este último ofrece una mayor protección al operador contra descargas eléctricas en caso de que el equipo se convierta eléctricamente peligroso. 3.1.2. PARTES DEL EQUIPO
3.1.3. REQUERIMIENTO DEL EQUIPO a) Este equipo requiere una alimentación eléctrica de 110V, Frecuencia: 60 Hz b) Un suministro temporal de agua es necesario para llenar el tanque colector. (Capacidad: 250 litros). La conexión al suministro de agua no es necesaria cuando el banco está en uso. c) La conexión temporal de drenaje es necesaria para el vaciado del tanque colector después de su uso. Una manguera flexible debe ser conectada a la válvula de drenaje ubicada en la parte frontal del tanque colector. d) Es recomendable disponer de 1 a 2 metros alrededor del equipo para un mejor manejo, y así, una mejor utilización. e) El emplazamiento definitivo deberá estar bien iluminado, con luz natural o bien artificial. Esto proporcionará comodidad, y evitará errores y accidentes. f) El equipo debe mantenerse en condiciones de 22ºC y 50% de humedad relativa. Fuera del 25% de estas condiciones, el equipo puede deteriorarse. Por ello, se debe evitar lo siguiente: ▪ Dejar el equipo conectado al finalizar un trabajo.
1 Botón de encendido 2 Escala y medidor del nivel de agua 3 Válvula de control de flujo 4 Válvula de drenaje del tanque sumidero 5 Válvula de purga. 6 Tanque Volumétrico 7 Porta Vertederos 8 Vernier interno 9 Canal de flujo
Imagen Nº 0 2 : Partes del Banco Hidráulico
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
10
▪ Dejar agua en los recipientes al finalizar un trabajo. ▪ Dejar el equipo expuesto al sol o luz directa excesiva, de forma continua. ▪ Dejar el equipo en ambientes de más del 80% de humedad relativa. ▪ Dejar el equipo en un ambiente químico, salino, de luz directa, calor o ambiente agresivo. 3.1.4. ESPECIFICACIONES a) DIMENSIONES Las dimensiones totales del Banco Hidráulico son las siguientes Longitud: 1.13 m Ancho: 0.73 m Altura: 1.00 m b) DETALLES DEL EQUIPO Bomba de circulación Tipo: Centrífuga Altura máxima: 21 mca Caudal máximo: 80 lts /min (usando tanque volumétrico) Potencia del motor: 0.37kw = 0.5 HP Capacidad del tanque sumidero: 250 lts Capacidad del tanque volumétrico para caudales alta: 40 lts Capacidad del tanque volumétrico para caudales: 6 lts 3.1.5. COMPARACIÓN CON EL EQUIPO DE LABORATORIO DE LA EPIC a. Se pudo observar que el banco hidráulico que cuenta el laboratorio de mecánica de fluidos de la escuela profesional de ingeniería civil, no se encuentra en un correcto mantenimiento, lo cual perjudica realizar algunos ensayos del comportamiento de los fluidos. b. El equipo no cuenta con la respectiva certificación de calibración que se debe contar. c. Para realizar los ensayos de laboratorio de mecánica de fluidos se debería tener un ambiente amplio como las demás universidades del Perú como por ejemplo la Universidad Nacional de Ingeniería. d. El laboratorio de mecánica de fluidos debería estar en perfectas condiciones, como la limpieza de cada uno de los equipos y el ambiente donde se encuentran ellos, y así evitar futuras fallas en los equipos.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
12
3.2.2. UTILIDAD DEL EQUIPO a) Confirmación de la relación entre la pérdida de carga debido a la fricción del fluido y la velocidad del flujo de agua. b) Determinación de la pérdida de carga asociada con el flujo a través de una variedad de accesorios de tubería estándar c) Determinación de la relación entre los coeficientes de fricción de la tubería y el número de Reynolds para el flujo a través de una tubería con orificio rugoso d) Demostrar la aplicación de dispositivos de cabezal diferencial en la medición del caudal y la velocidad. e) Proporcionar formación práctica en técnicas de medición de presión. f) Mejorar la comprensión de los principios hidráulicos involucrados mediante el uso de software informático complementario. 3.2.3. COMPARACIÓN a. Se pudo observar que la banca de tuberías que cuenta el laboratorio de mecánica de fluidos de la escuela profesional de ingeniería civil, no se encuentra en un correcto mantenimiento, lo cual perjudica realizar algunos ensayos del comportamiento de los fluidos. b. Para realizar los ensayos de laboratorio de mecánica de fluidos se debería tener un ambiente amplio como las demás universidades del Perú como por ejemplo la Universidad Nacional de Ingeniería. c. El laboratorio de mecánica de fluidos debería estar en perfectas condiciones, como la limpieza de cada uno de los equipos y el ambiente donde se encuentran ellos, y así evitar futuras fallas en los equipos.
3.3.1. DESCRIPCIÓN Es una de las herramientas más importantes para el ingeniero hidráulico, el canal de laboratorio cuenta con una amplia gama de instrumentos y métodos opcionales para
Imagen Nº 0 5 : Banca de tuberías de la EPIC
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
13
ofrecer capacidades de demostración extensas en todos los aspectos del flujo de canal abierto. 3.3.2. DETALLES DEL EQUIPO a) Ancho = 300mm b) Profundidad = 450mm c) Longitud Según lo ordenado (múltiplos de 2.5m) Nota: La longitud total es 3.25m más largo que la sección de trabajo definido d) Paredes de vidrio endurecido e) Cama de fabricación exclusiva de acero inoxidable. f) Depósitos finales GRP (Vidrio, plástico reforzado) g) Tanques de sumidero y tuberías de PVC (cloruro de polivinilo) y PE (polietileno) h) Bomba cerrada acoplada centrífugo i) Válvula de regulación de caudal. Accionamiento por rueda mariposa j) + ve pendiente 1:40 max (1.4º) k) - ve pendiente 1: 200 max (0.28º) l) Medidor de flujo electromagnético de caudal máximo 30 litros / seg. m) Estabilidad de la cama <1,0 mm (típico) a 400 mm de profundidad de agua. n) Estabilidad de la pared lateral <0.5mm (típico) a vista S6MkII desde el extremo de salida que muestra la disposición del tanque de sumidero 400 mm de profundidad de agua características claves de una instalación de canal abierto.
3.3.3. ESPECIFICACIONES a) Señal de salida ± 10 voltios b) Estados de mar estándar disponibles: Pierson-Moskowitz JONSWAP
Imagen Nº 0 6 : Canal multipropósito de pendiente variable
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
15
diseños son tales que, en algunos casos, los clientes pueden ensamblar y poner en marcha el equipo sin necesidad de personal calificado. d. Facilidad de uso: Armfield incorpora muchas características para facilitar la vida del operador. Todos los controles en una sola consola montada en el piso, opciones eléctricas para el accionamiento de válvulas, sistemas de elevación y presas, etc. 3.3.5. COMPARACIÓN a. Se pudo observar que canal multipropósito de pendiente variable que cuenta el laboratorio de mecánica de fluidos de la escuela profesional de ingeniería civil, no se encuentra en un correcto mantenimiento, lo cual perjudica realizar algunos ensayos del comportamiento de los fluidos. b. Para realizar los ensayos de laboratorio de mecánica de fluidos se debería tener un ambiente amplio como las demás universidades del Perú como por ejemplo la Universidad Nacional de Ingeniería. c. El laboratorio de mecánica de fluidos debería estar en perfectas condiciones, como la limpieza de cada uno de los equipos y el ambiente donde se encuentran ellos, y así evitar futuras fallas en los equipos.
3.4.1. DESCRIPCIÓN Este módulo, complementario del Banco Hidráulico de Servicios Comunes, reproduce los clásicos experimentos realizados por el Profesor Osborne Reynolds con respecto ala naturaleza de los caudales laminar y turbulento. Este equipo funciona en posición vertical. Un tanque de carga con material de amortiguación mantiene un nivel constante de agua mediante una entrada en forma de campana hacia el tubo de visualización del flujo. Una válvula ubicada en la descarga regula el caudal. El caudal de agua que pasa por el tubo puede medirse con el tanque volumétrico (o la probeta graduada) del Banco de Servicios Comunes. De este modo puede determinarse la velocidad del agua y luego calcularse el número de Reynolds. El
Imagen Nº 0 7 : Canal multipropósito de pendiente variable C4-MKII de la EPIC.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
16
equipo utiliza una técnica de inyección de tinta similar a la que aplicó Reynolds en su dispositivo original para observar las condiciones del flujo.
3.4.2. PARTES DEL EQUIPO
a) Dye Reservoir / Reservorio de Tinta: Deposito de tinta vegetal para realizar la demostración del experimento de Osborne-Reynolds. b) Control Valve / Válvula de Control: Válvula para liberar y controlar el flujo de tinta vegetal. c) Over Flow Pipe / Tubería de Sobrellenado: Tubería que drena el nivel máximo de agua permitida en el tanque. d) Head Tank / Tanque Superior: Tanque de almacenamiento de agua. e) Bell Mouth Inlet / Entrada Boca de Campana: Entrada de agua y tinta parala realización del experimento de Osborne-Reynolds.
Imagen Nº 0 8 : Equipo de Reynolds.
Imagen Nº 0 9 : Partes del equipo de Reynolds.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
18
b) DIMENSIONES Altura: 1.24m Ancho: 0.50m Profundidad: 0.33m F1-10. 3.4.6. COMPARACIÓN a. Se pudo observar que el equipo de Reynolds que cuenta el laboratorio de mecánica de fluidos de la escuela profesional de ingeniería civil, no se encuentra en un correcto mantenimiento, lo cual perjudica realizar algunos ensayos del comportamiento de los fluidos. b. Para realizar los ensayos de laboratorio de mecánica de fluidos se debería tener un ambiente amplio como las demás universidades del Perú como por ejemplo la Universidad Nacional de Ingeniería. c. El laboratorio de mecánica de fluidos debería estar en perfectas condiciones, como la limpieza de cada uno de los equipos y el ambiente donde se encuentran ellos, y así evitar futuras fallas en los equipos.
3.5.1. DESCRIPCIÓN Este equipo de ensayo presenta un depósito transparente, un dispositivo palpador, así como un panel para visualizar los recorridos del chorro. Para analizar los distintos orificios se instala un inserto intercambiable en la salida de agua del depósito; y en el volumen de suministro se incluyen cuatro insertos con diámetros y contornos diferentes. Al observar la trayectoria se registra el chorro de agua saliente a través de un dispositivo palpador, que consta de varillas móviles; y estas varillas se colocan en función del perfil del chorro del agua. De ahí se consigue una trayectoria que se transmite al panel.
Imagen Nº 10 : Equipo de Reynolds del laboratorio de la EPIC
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
19
3.5.2. PARTES DEL EQUIPO
3.5.3. ESPECIFICACIONES a) DEPOSITO Altura: 510 mm Diámetro: 190 mm Capacidad: Aprox. 13.5. L b) INSERTOS CON CONTORNO REDONDEADO 1 con diámetro: 4mm
1 Depósito con rebosadero ajustable 2 Alimentación de agua 3 Rebosadero de agua 4 Salida de agua 5 Dispositivo palpador para el chorro de agua
Imagen Nº 11 : Equipo de descarga por orificio
Imagen Nº 12 : Partes del equipo de descarga por orificio
