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REPORTE Practica numero 4, Esquemas y mapas conceptuales de Mecánica de Fluidos

Reporte de practica numero cuatro

Tipo: Esquemas y mapas conceptuales

2019/2020

Subido el 13/08/2021

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luis-orta-2 🇪🇨

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Laboratorio de Mecánica de Fluidos
[1 S]
[Bombas homólogas]
[Orta Zambrano Edwin Luis]
Facultad de Ingeniería en Ciencias de la tierra (FICT)
Resumen y Abstract (3 puntos)
Para el siguiente experimento ejecutado se efectuó un estudio comparativo del comportamiento que posee
una bomba prototipo a lado de una bomba de características similares, o también conocida como bomba
modelo. El análisis se concentró en los cabezales y caudales, con el fin de hallar la potencia de esta. Una
vez obtenidos los resultados para la bomba modelo, se buscó estimar el cabezal, el caudal y la potencia
hidráulica de la bomba prototipo para así efectuar la comparación de dichos datos, con los valores
obtenidos en campo (valores experimentales). Cabe recalcar que esta comparación se pudo realizar
gracias al empleo del Teorema de Pi Buckingham, ya que este se basa en crear un modelo de escala libre
que permite un estudio con mayor detalle del comportamiento, a partir de un análisis dimensional con el
fin de obtener valores constantes que se relacionan con los parámetros involucrados. Cabe destacar que
dichas constantes son adimensionales y forman parte de las propiedades del fluido, por lo tanto son muy
similares tanto en el modelo como en el prototipo. Una vez calculadas estas propiedades, se busca
calcular las estimaciones requeridas, a partir de la igualación de propiedades con las variables del
prototipo, para así comparar los valores experimentales con los estimados y definir el éxito de la práctica.
Palabras Clave: Adimensional, Valores reales, Estimación, Dispersión.
Abstract:
For the following experiment, a comparative study of the behavior of a prototype pump was carried out
alongside a pump with similar characteristics, or also known as a model pump. The analysis focused on
the heads and flows, in order to find the power of this. Once the results for the model pump had been
obtained, it was sought to estimate the head, the flow and the hydraulic power of the prototype pump in
order to make the comparison of said data with the values obtained in the field (experimental values ). It
should be noted that this comparison could be made thanks to the use of the Pi Buckingham Theorem,
since it is based on creating a free scale model that allows a more detailed study of the behavior, from a
dimensional analysis in order to obtain constant values That relate to the parameters involved. It should
be noted that these constants are dimensionless and are part of the properties of the fluid, therefore they
are very similar both in the model and in the prototype. Once these properties have been calculated, we
seek to calculate the required estimates, starting from the matching of properties with the prototype
variables.
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Laboratorio de Mecánica de Fluidos [1 S] [Bombas homólogas] [ Orta Zambrano Edwin Luis ] Facultad de Ingeniería en Ciencias de la tierra (FICT) [[email protected]] Resumen y Abstract (3 puntos) Para el siguiente experimento ejecutado se efectuó un estudio comparativo del comportamiento que posee una bomba prototipo a lado de una bomba de características similares, o también conocida como bomba modelo. El análisis se concentró en los cabezales y caudales, con el fin de hallar la potencia de esta. Una vez obtenidos los resultados para la bomba modelo, se buscó estimar el cabezal, el caudal y la potencia hidráulica de la bomba prototipo para así efectuar la comparación de dichos datos, con los valores obtenidos en campo (valores experimentales). Cabe recalcar que esta comparación se pudo realizar gracias al empleo del Teorema de Pi Buckingham, ya que este se basa en crear un modelo de escala libre que permite un estudio con mayor detalle del comportamiento, a partir de un análisis dimensional con el fin de obtener valores constantes que se relacionan con los parámetros involucrados. Cabe destacar que dichas constantes son adimensionales y forman parte de las propiedades del fluido, por lo tanto son muy similares tanto en el modelo como en el prototipo. Una vez calculadas estas propiedades, se busca calcular las estimaciones requeridas, a partir de la igualación de propiedades con las variables del prototipo, para así comparar los valores experimentales con los estimados y definir el éxito de la práctica. Palabras Clave: Adimensional, Valores reales, Estimación, Dispersión. Abstract : For the following experiment, a comparative study of the behavior of a prototype pump was carried out alongside a pump with similar characteristics, or also known as a model pump. The analysis focused on the heads and flows, in order to find the power of this. Once the results for the model pump had been obtained, it was sought to estimate the head, the flow and the hydraulic power of the prototype pump in order to make the comparison of said data with the values obtained in the field (experimental values ). It should be noted that this comparison could be made thanks to the use of the Pi Buckingham Theorem, since it is based on creating a free scale model that allows a more detailed study of the behavior, from a dimensional analysis in order to obtain constant values That relate to the parameters involved. It should be noted that these constants are dimensionless and are part of the properties of the fluid, therefore they are very similar both in the model and in the prototype. Once these properties have been calculated, we seek to calculate the required estimates, starting from the matching of properties with the prototype variables.

Datos:

**1. Datos de Bomba Modelo

  1. Datos de Bomba Prototipo Q [L/s] H[adm] H[des] F[N]** 1.8 0.0 0.0 5. 1.6 0.0 6.0 5. 1.4 0.0 7.0 5. 1.2 0.0 9.0 5. 1 0.0 11.0 4. 0.8 0.0 12.0 3. 0.6 0.0 13.0 2. 0.4 0.0 13.0 2. 0.2 0.0 13.0 2. 0 0.0 14.0 0. Bomba N-2 @3000 RPM Q [L/s] H[adm] H[des] F[N] 3.30 -2.00 2.00 27. 2.90 -2.00 9.00 28. 2.60 -2.00 13.00 24. 2.20 -2.00 15.00 21. 1.70 -2.00 17.00 18. 1.40 -2.00 20.00 15. 1.00 -2.00 23.00 15. 0.70 -2.00 23.50 13. 0.40 -2.00 25.00 13. 0.00 -2.00 26.50 11. Bomba N-1 @2700 RPM

Tabla 2. En esta tabla se pueden apreciar los resultados estimados de Caudal , Cabezal Total y Potencia Hidráulica para la bomba prototipo con sus respectivas incertidumbres. Q (m3/s) ΔQ (m3/s) Ht (m) ΔHt (m) Pw (W) ΔPw (W) ΔQ (l/s) 0.0043100 0.0001200 0.0000000 1.0900000 0.0000000 46.1100000 0. 0.0038400 0.0001200 9.3400000 1.0900000 351.3300000 42.6500000 0. 0.0033600 0.0001200 10.8900000 1.0900000 358.6500000 38.3100000 0. 0.0028800 0.0001200 14.0100000 1.0900000 395.2400000 35.1200000 0. 0.0024000 0.0001200 17.1200000 1.0900000 402.5500000 32.8000000 0. 0.0019200 0.0001200 18.6800000 1.0900000 351.3300000 30.2000000 0. 0.0014400 0.0001200 20.2300000 1.0900000 285.4500000 28.4200000 0. 0.0009600 0.0001200 20.2300000 1.0900000 190.2900000 25.9300000 0. 0.0004800 0.0001200 20.2300000 1.0900000 95.1600000 24.3300000 0. 0.0000000 0.0001200 21.7900000 1.0900000 0.0000000 25.6300000 0. VALORES ESTIMADOS= Bomba N-1 @2700 RPM

Grafica 2. En esta grafica se puede apreciar el comportamiento entre la Potencia Hidráulica (W) y Caudal (m3/h) estimado y experimental. Gráfica 2. En esta grafica se puede apreciar el comportamiento entre el Cabezal total (m) y Caudal (m3/h) estimado y experimental.

4. Conclusiones, (30 puntos): En base al análisis de resultados obtenidos se pudo apreciar como el prototipo refleja un comportamiento aceptable de las variables involucradas, un claro ejemplo es la relación de comportamientos entre el cabezal y el cauda, que es inversamente proporcional. Además, se pudo concluir en base a la interpretación que expone como la bomba requiere de una mayor potencia a medida que el experimento seguía su curso hasta cierto punto, ya que una vez pasado este punto, la potencia hidráulica comenzaba a decaer conforme el caudal disminuía consecutivamente. En lo referente a dispersión de resultados, se pudo determinar que esta se presentó de manera aceptable debido a los diversos factores inmersos en el experimento, como lo es el error de propagación en las mediciones realizada, a parte de la condición de los instrumentos utilizados. Finalmente se pudo concluir que la práctica fue de éxito ya que el modelo empelado fue de utilidad para tener una proyección previa de cómo iba a actuar el prototipo, sin embargo se presentó una dispersión notable que nos alejó en bajas resoluciones de los valores reales. 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 #4: Bombas Homólogas. Guayaquil: Espol

5. Anexos: ANEXO 1.- En esta sección, se muestra la tabla de datos proporcionados en el banco de pruebas. **1. Datos de Bomba Modelo

  1. Datos de Bomba Prototipo Q [L/s] H[adm] H[des] F[N]** 1.8 0.0 0.0 5. 1.6 0.0 6.0 5. 1.4 0.0 7.0 5. 1.2 0.0 9.0 5. 1 0.0 11.0 4. 0.8 0.0 12.0 3. 0.6 0.0 13.0 2. 0.4 0.0 13.0 2. 0.2 0.0 13.0 2. 0 0.0 14.0 0. Bomba N-2 @3000 RPM Q [L/s] H[adm] H[des] F[N] 3.30 -2.00 2.00 27. 2.90 -2.00 9.00 28. 2.60 -2.00 13.00 24. 2.20 -2.00 15.00 21. 1.70 -2.00 17.00 18. 1.40 -2.00 20.00 15. 1.00 -2.00 23.00 15. 0.70 -2.00 23.50 13. 0.40 -2.00 25.00 13. 0.00 -2.00 26.50 11. Bomba N-1 @2700 RPM

ANEXO 3.-

En esta sección se pueden apreciar los cálculos a mano para la deducción de Grupos adimensionales para el Caudal, Cabezal y Potencia.

ANEXO 4.-

En esta sección se pueden apreciar los cálculos a mano para la deducción de la expresión que indica el valor de la velocidad de giro para la bomba modelo. ANEXO 5.-