UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
Laboratorio de Operaciones Unitarias
Práctica 2. Teorema de Bernoulli
Equipo: 01
Grupo: 004
Semestre: Agosto-Diciembre 2025
Monterrey, Nuevo León a 11 de septiembre del 2025
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Teorema de Bernoulli, Resúmenes de Investigación de Operaciones
Práctica 2 del laboratorio de operaciones unitarias, teorema de bernoulli
Tipo: Resúmenes
2025/2026
1 / 10
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
Laboratorio de Operaciones Unitarias Práctica 2. Teorema de Bernoulli Equipo: 01 Grupo: 004 Semestre: Agosto-Diciembre 2025 Monterrey, Nuevo León a 11 de septiembre del 2025
Práctica número 3. Teorema de Bernoulli Objetivo Calibrar el medidor tipo Venturi con la ecuación que relaciona la caída de presión con el flujo y aplicar la ecuación de Bernoulli al medidor. Introducción El tubo de Venturi fue diseñado en 1797 por Giovanni Battista Venturi, quien estudió la relación entre la velocidad de un fluido y la presión que se genera en una sección estrecha de una tubería. Posteriormente, su aplicación práctica fue consolidada por Clemens Herschel a finales del siglo XIX, quien lo adaptó como un medidor de caudal confiable en sistemas hidráulicos [1]. Desde entonces, el tubo Venturi se ha convertido en un dispositivo fundamental en la ingeniería mecánica y química, ya que permite determinar con alta precisión el flujo de un fluido a partir de la diferencia de presiones. El tubo de Venturi es un medidor de flujo diferencial compuesto por tres secciones principales: un tramo convergente, una garganta y un tramo divergente. Al pasar un fluido por el estrechamiento de la garganta, su velocidad aumenta y la presión disminuye, de acuerdo con el principio de Bernoulli. Posteriormente, el tramo divergente permite recuperar parte de la presión estática, minimizando pérdidas por turbulencia. La configuración geométrica del Venturi lo hace más eficiente que otros medidores diferenciales como las placas de orificio, ya que presenta menores pérdidas permanentes de carga. [2] Figura 1. Esquema del tubo Venturi.
- Ecuación de continuidad: garantiza la conservación de la masa en un flujo estacionario.
- Número de Reynolds: determina el régimen de flujo (laminar o turbulento) y condiciona la exactitud del coeficiente de descarga. Para valores de Re > 10,000Re > 10,000, se asume un flujo turbulento plenamente desarrollado y el coeficiente de descarga permanece casi constante en 0.98. Para flujos laminares, el coeficiente disminuye debido a la distribución no uniforme de velocidades. [3] Metodología La práctica se llevó a cabo con los siguientes equipos siguiendo la metodología siguiente. Equipos
- 1 banco hidráulico básico.
- 1 sistema de tuberías para balance de energía mecánica con graduación.
- 1 bomba manual.
- 1 probeta de 1 L. Inicio Verificamos que el banco hidráulico esté conectado a 110V. Abrimos las válvulas de entrada y de salida del tubo Venturi. Encendimos la Bomba Abrimos las válvulas para aumentar el flujo y eliminar las burbujas de aire del tubo Venturi. 1
Fin Abrimos el manómetro a la atmósfera para que el aire restante se desplace hacia la parte superior. . Cerramos el manómetro a la atmósfera y usamos la bomba manual para succionar el aire que queda. . ¿El nivel de agua en el manómetro está por debajo de cero? Si No Tomamos la caída de presión y el flujo tres veces. Repetimos los pasos de la toma de datos para 6 flujos diferentes. Para ello, giramos la válvula de entrada del tubo Venturi para variar el flujo. Apagamos la bomba y cerramos las válvulas. Registramos las dimensiones del medidor.
6.39^ 152.2658^45 85 130
5.73^ 175.6521^55 110 170
Para el desarrollo de los resultados es necesario modificar la ecuación 3, esto para poder determinar las constantes a partir de graficar los resultados. ln 𝑄 = 𝑛 ln 𝑃 + 𝛼 Ecuación 5. Tabla 2. Resultados utilizados en las gráficas. ln Q ln P1 ln P2 ln P3 ln P 4.307 2.708 2.996 3.401 3. 4.605 2.996 3.689 3.807 4. 4.764 2.996 3.807 4.382 4. 4.924 3.555 4.248 4.700 5. 5.026 3.807 4.443 4.868 5. 5.169 4.007 4.700 5.136 5.
Tabla 3. Conjunto de gráficas a las distintas presiones y sus constantes (ln P vs ln Q).
- 𝛼 = - 𝑛 = - 𝛼 = - 𝑛 = - 𝛼 = - 𝑛 = - y = 0.5717x + 2. - R² = 0.- 2.5 3.0 3.5 4.0 4. - ln P ln Q - y = 0.504x + 2. - R² = 0.
- 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5. - ln P ln Q - y = 0.4654x + 2. - R² = 0.
- 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5. - ln P ln Q
demuestra que los datos experimentales se apegan de manera precisa al modelo teórico derivado de la ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad, validando así la utilidad de la ecuación 3 como método de calibración. La mínima dispersión de los datos refleja un adecuado montaje experimental y una correcta toma de mediciones, lo que refuerza la validez de los resultados. En términos prácticos, el experimento permitió comprobar que el diseño geométrico del Venturi, al minimizar las pérdidas de carga, ofrece ventajas significativas frente a otros dispositivos de medición de flujo, como las placas de orificio. Asimismo, el procedimiento reafirma la importancia de la relación entre presión, velocidad y área en el análisis de fluidos, principios fundamentales no solo en laboratorios académicos sino también en aplicaciones industriales. Finalmente, la práctica contribuyó a consolidar el entendimiento de la mecánica de fluidos y demostró cómo la teoría puede ser aplicada de manera efectiva en la experimentación, proporcionando resultados que confirman la confiabilidad del tubo de Venturi como método de medición y calibración. Referencias
- Çengel, Y. A., & Cimbala, J. M. (2018). Mecánica de fluidos: fundamentos y aplicaciones. McGraw-Hill.
- Munson, B. R., Young, D. F., & Okiishi, T. H. (2013). Fundamentos de mecánica de fluidos. Wiley.
- White, F. M. (2016). Fluid Mechanics. McGraw-Hill Education.
- Fox, R. W., McDonald, A. T., & Pritchard, P. J. (2015). Introducción a la mecánica de fluidos. John Wiley & Sons.
- Streeter, V. L., Wylie, E. B., & Bedford, K. W. (1998). Mecánica de fluidos. McGraw-Hill.
- Idelchik, I. E. (2008). Handbook of Hydraulic Resistance. CRC Press.
- ISO 5167-4:2003. Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full – Part 4: Venturi tubes. International Organization for Standardization.