Docsity
Docsity

Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity


Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium


Orientación Universidad
Orientación Universidad


REPORTE de practica numero 2, Esquemas y mapas conceptuales de Mecánica de Fluidos

REPORTE de practica numero DOS

Tipo: Esquemas y mapas conceptuales

2019/2020

Subido el 13/08/2021

luis-orta-2
luis-orta-2 🇪🇨

3 documentos

1 / 12

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
1
Laboratorio de Mecánica de Fluidos
[1 S]
[Impacto de un chorro]
[Orta Zambrano Edwin Luis]
Facultad de Ingeniería en Ciencias de la tierra (FICT)
Resumen y Abstract (3 puntos)
Para el siguiente trabajo experimental se buscará determinar la fuerza de impacto producida por un chorro
de agua, analizando en dos tipos diferentes de superficies receptoras, una placa plana y una semiesférica.
A partir de un banco de pruebas basado en el resultado que surge de ubicar una masa desplazable en la
parte superior de la palanca, mientras se habilita un caudal determinado, producido por un tubo conectado
a un banco hidráulico, con el fin de mantener el sistema en equilibrio respecto al nivel. El funcionamiento
del experimento se basa en un desfase que experimenta la masa, a lo largo de la regla. Los caudales se
calculan a partir de la medición de los tiempos que se toman para llenar el recipiente con de volumen
constante, al inhabilitar el paso de descargas del fluido hacia el tanque. Haciendo referencia a las fuerzas
y su respectiva comparación, se puede concluir que el doble de la fuerza de impacto teórica sobre una
placa plana es aproximadamente igual a la fuerza de impacto sobre una copa semiesférica.
Palabras Clave: Descarte, Proporcionalidad, Fuerza de Impacto, Dispersión.
Abstract:
The following experimental work will seek to determine the impact force produced by a water jet,
analyzing two different types of receiving surfaces, a flat plate and a hemispherical plate.
From a test bench based on the result that arises from locating a movable mass at the top of the lever,
while enabling a certain flow, produced by a tube connected to a hydraulic bench, in order to maintain the
system in balance with the level. The operation of the experiment is based on a lag experienced by the
mass, along the ruler. Flow rates are calculated from measuring the times it takes to fill the container with
a constant volume, by disabling the passage of fluid discharges to the tank. Referring to the forces and
their respective comparison, it can be concluded that twice the theoretical impact force on a flat plate is
approximately equal to the impact force on a hemispherical cup.
Datos:
(b ±1) (mm) V (l) (t ±1.00) (s) (b ±1) (mm) V (l) (t ±1.00) (s)
0.02 5 16.89 0.02 5 25.80
0.04 5 13.27 0.04 5 19.59
0.06 5 10.81 0.06 5 16.57
0.08 5 9.76 0.08 5 14.67
0.1 5 9.43 0.1 5 12.57
0.12 5 7.6 4 0.1 2 5 10.49
0.14 5 7.52 0. 14 5 9.43
0.16 5 6.53 0. 16 5 9.25
Placa Plana
Placa esférica
Unidad
Area 0.0000785 m2
Densidad 100 0 (Kg m3)
distancia "d" 0.03 7 m
Constantes
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa

Vista previa parcial del texto

¡Descarga REPORTE de practica numero 2 y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Mecánica de Fluidos solo en Docsity!

Laboratorio de Mecánica de Fluidos

[1 S]

[Impacto de un chorro]

[ Orta Zambrano Edwin Luis ]

Facultad de Ingeniería en Ciencias de la tierra (FICT)

[[email protected]]

Resumen y Abstract (3 puntos)

Para el siguiente trabajo experimental se buscará determinar la fuerza de impacto producida por un chorro

de agua, analizando en dos tipos diferentes de superficies receptoras, una placa plana y una semiesférica.

A partir de un banco de pruebas basado en el resultado que surge de ubicar una masa desplazable en la

parte superior de la palanca, mientras se habilita un caudal determinado, producido por un tubo conectado

a un banco hidráulico, con el fin de mantener el sistema en equilibrio respecto al nivel. El funcionamiento

del experimento se basa en un desfase que experimenta la masa, a lo largo de la regla. Los caudales se

calculan a partir de la medición de los tiempos que se toman para llenar el recipiente con de volumen

constante, al inhabilitar el paso de descargas del fluido hacia el tanque. Haciendo referencia a las fuerzas

y su respectiva comparación, se puede concluir que el doble de la fuerza de impacto teórica sobre una

placa plana es aproximadamente igual a la fuerza de impacto sobre una copa semiesférica.

Palabras Clave: Descarte, Proporcionalidad, Fuerza de Impacto, Dispersión.

Abstract :

The following experimental work will seek to determine the impact force produced by a water jet,

analyzing two different types of receiving surfaces, a flat plate and a hemispherical plate.

From a test bench based on the result that arises from locating a movable mass at the top of the lever,

while enabling a certain flow, produced by a tube connected to a hydraulic bench, in order to maintain the

system in balance with the level. The operation of the experiment is based on a lag experienced by the

mass, along the ruler. Flow rates are calculated from measuring the times it takes to fill the container with

a constant volume, by disabling the passage of fluid discharges to the tank. Referring to the forces and

their respective comparison, it can be concluded that twice the theoretical impact force on a flat plate is

approximately equal to the impact force on a hemispherical cup.

Datos:

(b ±1) (mm) V (l) (t ±1.00) (s) (b ±1) (mm) V (l) (t ±1.00) (s) 0.02 0.04 55 16.8913.27 0.020.04 55 25.8019. 0.06 0.08 55 10.819.76 0.060.08 55 16.5714. 0.12^ 0.1^55 9.437.64^ 0.120.1^55 12.5710. 0.14 0.16 55 7.526.53 0.140.16 55 9.439.

Placa Plana Placa esférica

Unidad Area 0.0000785 m Densidad 1000 (Kg m3) distancia "d" 0.037 m

Constantes

Resultados

Tabla 2.

En estas tablas se pueden apreciar los resultados de Fuerza de impacto Experimental , Caudal , velocidad final , velocidad final, flujo másico,

velocidad inicial, Fuerza de impacto Teórica para la placa plana, con su respectiva incertidumbre.

Tabla 2.

En estas tablas se pueden apreciar los resultados de Fuerza de impacto Experimental , Caudal , velocidad final , velocidad final, flujo másico,

velocidad inicial, Fuerza de impacto Teórica para la copa semiesférica, con su respectiva incertidumbre.

FE [N] ±∆(FE) [N] Q [m3 /s] ±∆(Q)(m3/s) u [m/s] ±∆(u)(m/s)

̇ ) uo [m/s] ±∆(uo)(m/s) FT [N] ±∆(FT) [N] 0.78 0.03924 0.00029603 1.75271E-07 3.771123 0.00223275 0.29603316 0.000175271 3.67361249 0.00229202 1.0875111 0. 1.57 0.03924 0.00037679 2.83941E-07 4.79986944 0.00361708 0.37678975 0.000283941 4.72364337 0.00367545 1.77982041 0. 2.35 0.03924 0.00046253 4.27877E-07 5.89216166 0.00545066 0.46253469 0.000427877 5.83023404 0.00550855 2.6966855 0. 3.14 0.03924 0.0005123 5.24893E-07 6.526052 0.00668653 0.51229508 0.000524893 6.47019433 0.00674425 3.31464874 0. 3.92 0.03924 0.00053022 5.62272E-07 6.75442922 0.0071627 0.53022269 0.000562272 6.70047566 0.00722038 3.55274425 0. 4.71 0.03924 0.00065445 8.5661E-07 8.33694601 0.01091223 0.65445026 0.00085661 8.29329421 0.01096967 5.42754856 0. 5.49 0.03924 0.00066489 8.84167E-07 8.46998238 0.01126327 0.66489362 0.000884167 8.42701973 0.0113207 5.60307163 0. 6.28 0.03924 0.0007657 1.17258E-06 9.75409916 0.01493736 0.76569678 0.001172583 9.71681586 0.01499468 7.44013465 0.

Placa Plana

FE [N] ±∆(FE) [N] Q [m3 /s] ±∆(Q)(m3/s) u [m/s] ±∆(u)(m/s)

̇ ) uo [m/s] ±∆(uo)(m/s) FT [N] ±∆(FT) [N] 0.78 0.03924 0.0001938 7.51157E-08 2.46877006 0.00095689 0.19379845 7.51157E-05 2.31708558 0.00101953 0.89809519 0. 1.57 0.03924 0.00025523 1.30287E-07 3.25136639 0.00165971 0.25523226 0.000130287 3.13774495 0.00171981 1.60170748 0. 2.35 0.03924 0.00030175 1.82106E-07 3.84395097 0.00231983 0.30175015 0.000182106 3.7483355 0.002379 2.26212161 0. 3.14 0.03924 0.00034083 2.32332E-07 4.34180419 0.00295965 0.34083163 0.000232332 4.2573846 0.00301834 2.90210266 0. 3.92 0.03924 0.00039777 3.16446E-07 5.06716528 0.00403116 0.39777247 0.000316446 4.99501991 0.00408938 3.97376286 0. 4.71 0.03924 0.00047664 4.5438E-07 6.07190348 0.00578828 0.47664442 0.00045438 6.01182767 0.00584612 5.73100826 0. 5.49 0.03924 0.00053022 5.62272E-07 6.75442922 0.0071627 0.53022269 0.000562272 6.70047566 0.00722038 7.1054885 0. 6.28 0.03924 0.00054054 5.84368E-07 6.88586676 0.00744418 0.54054054 0.000584368 6.83295112 0.00750183 7.38697418 0.

Placa Semiesférica

3. Análisis de Resultados, (30 puntos):

Analizando la dispersión de valores en cuanto al tiempo de llenado, se pudo apreciar que en la palca plana

existe una dispersión menor que la de la copa, debido a las propiedad de adaptación volumétrica del agua,

además del fenómeno capilar que esta posee , lo que produce a su vez, un retraso en el llenado del

recipiente.

En cuanto a los resultados obtenidos sobre la fuerza de impacto experimental, se pudo evidenciar el

comportamiento lineal expresado en la gráfica 2.1. La monotonía de este parámetro es de tipo creciente-

progresivo, esto debido a su relación de dependencia con la distancia desde el pivote hasta el peso.

Realizando un análisis más profundo de los desfases establecidos en la taba 3.1 de anexos, se pudo

apreciar la proporcionalidad inversa existente entre este parámetro y los tiempos tomados a la hora de

llenar el tanque, ya que mientras este desplazamiento aumentaba, se daba una disminución en la demora

de llenado del recipiente. Esto se produce por el corto recorrido que ejecuta el chorro al momento de

aumentarse el desfase y asi el fluido demora menos en alcanzar el punto de impacto.

Analizando el experimento por secciones (placa plana y copa semiesférica), se pudo determinar que para

la placa plana existe una relación proporcional entre la cantidad de fluido que fluye a través del ducto

propuesto y las fuerzas de equilibrio, ya que se pudo evidenciar un incremento del caudal que generaba

un aumento de las fuerzas inerciales. Estos últimos datos mencionados, se los puede apreciar en la tabla

de datos 2.1. El aumento de esta fuerza de equilibrio nos indica que se requiere de una mayor fuerza

experimental para que nuestro sistema siga siendo de tipo inercial.

Para la sección de resultados para la copa semiesférica, la obtención de datos es una réplica de la

obtención de datos de la primera sección, a excepción del parámetro de fuerza teórica, ya que esta nos

igual a la de la placa plana, se ha determinado que esta equivale aproximadamente al doble de la fuerza de

impacto teórica de la placa plana.

Analizando la sección gráfica se puede llegar a una comparación detallada de ambos casos de estudio,

donde se expuso la tendencia lineal de cada caso y además se notó que cada recta no pasa por el origen,

debido a que las fuerzas representadas no toman un valor de 0 en ningún momento, debido a la

generación inminente de fuerzas iniciales para cada repetición del impacto.

4. Conclusiones, (30 puntos):

En base a todo el análisis aplicado e este trabajo, se pudo concluir que la dispersión de cambios para cada

fuerza de impacto fue producida por la depreciación de pérdidas en cada una de sus respectivas

componentes. Para la copa semiesférica la pendiente de la recta de Fuerzas obtenida fue mayor que para

la palca plana, comprobando el análisis teórico previo a la ejecución del trabajo, donde se estableció que

la fuerza de impacto teórica en la copa semiesférica es mayor a partir de la aproximación de esta, al doble

de la fuerza de impacto sobre la placa plana. Además, cabe recalcar que el experimento en sí, a pesar de

todos los descartes de fuerzas de reacción en el sistema propuesto, fue exitoso, ya que la tasa de

dispersión de errores durante el comportamiento lineal es leve.

Referencias Bibliográficas/ Fuentes de Información, (2 puntos):

Referencias:

Munson, B., Young, D., Okiishi, T., & Huebsch, W. (s.f.). fundamentals of fluids mechanics. Tecquipment. (s.f.). TecQuipment Academy.

Valencia, A. (2020). PRÁCTICA #2: IMPACTO DE UN CHORRO. Guayaquil: Espol

ANEXO 2.-

En estas tablas se pueden apreciar los cálculos a mano de Fuerza de impacto Experimental ,

Caudal , velocidad final , velocidad final, flujo másico, velocidad inicial, Fuerza de impacto Teórica

para la placa plana.

ANEXO 3.-

En esta sección se pueden apreciar los cálculos a mano de Fuerza de impacto Experimental , Caudal ,

velocidad final , velocidad final, flujo másico, velocidad inicial, Fuerza de impacto Teórica para la

copa semiesférica

ANEXO 4.-

ANEXO 5.-

Cálculo, a partir de derivadas parciales, de la incertidumbre para la Fuerza de impacto teórica sobre la

copa semiesférica.

ANEXO 6.-