Informe Lab 1 Hidraulica de Canales

INTRODUCCION Un momento se conoce según la segunda ley de Newton como el diferencial de velocidad por masa, que a su vez multiplicado por el delta de tiempo, aparece el concepto de fuerza que es un aspecto muy relevante para el movimiento y para producir la transferencia de energía de un objeto a otro cumpliendo la primer ley de inercia. Para definir un movimiento de cualquier partícula en el espacio, es indispensable tener en cuenta diferentes conceptos de gran importancia física y general como lo es la fuerza, la energía, e incluso el movimiento relativo de las partículas, para esto hay que tener especial relación ya que todo se transporta gracias a los dos primeros aspectos mencionados sin lo cual todo seria materia inercial. Existen fenómenos en la vida cotidiana conocidas que conllevan a deformaciones por conservación o perdida de energía, sin embargo manteniendo la cantidad de momentum. La cantidad de movimiento según su ecuación es la magnitud física fundamental de tipo vectorial que describe el movimiento de un cuerpo en cualquier teoría mecánica, definiéndose como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado y en mecánica de fluidos se define como la rapidez de variación de la cantidad de movimiento en el volumen de control mas el flujo neto de cantidad de movimiento que sale del volumen de control. A continuación se presenta el informe de la practica de momentum que tiene como objetivo principal, aprender y analizar de forma clara la ecuación de cantidad de movimiento, con el fin de llevar estos conocimientos al desarrollo de la carrera. OBJETIVOS - Emplear la ecuación de cantidad de movimiento, para medir la cantidad de movimiento en función de un mismo caudal - Reconocer las fuerzas que actúan sobre el chorro con los diferentes tipos de superficie y aplicar el concepto de volumen de control - Considerar el comportamiento del chorro de agua para diferentes tipos de superficies (90, 120, 180) - Calcular, la fuerza y dirección de la misma, producida por el chorro en cada una de las superficies (90, 120, 180) - Hallar la tensión superficial para cada una de las fuerzas

MARCO TEORICO PRINCIPIO DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO

Las fuerzas ejercidas por los fluidos en movimiento conducen al diseño de bombas, turbinas, aviones, cohetes, hélices, barcos, etc., por lo cual, la ecuación fundamental de la energía no es suficiente para resolver todos los problemas que se presentan y por lo tanto se necesita el auxilio del principio de la cantidad de movimiento. Ecuación de momento para un volumen de control

esta ecuación establece la suma de las fuerzas (de superficie y másicas) que actúan sobre un volumen de control no acelerado, es igual a la relación de cambio de momento dentro del volumen de control que sale a través de la superficie de control. La fuerza ejercida por un chorro sobre una superficie viene dad en función del ángulo de incidencia α F ↓Y =(Q ( V −V COSα ))

Con V =Q / A Para una superficie plana ( α =90 ° ¿ , la formula anterior quedara Q

Q2

( QA + 2QA )= 32 ρ A

Para una superficie curva ( α =120 ° ¿ , la formula anterior quedara Q

( QA + 2QA )=2 ρ QA

Para una superficie semiesférica quedara Q

( α =18 0 ° ¿ , la formula anterior

( QA + 2QA )=ρ QA

VOLUMEN DE CONTROL Es un espacio arbitrario que se instituye con el objeto de estudio. Formado por el espacio delimitando por una superficie de control (SC)

cerrada, real o virtualmente, donde una se sus características, en general, será la permanencia de la forma y el tamaño del volumen así delimitado. La permanencia del espacio ocupado por el volumen de control hace que las partículas que lo ocupan no sean siempre las mismas. Es también un sistema termodinámico con la propiedad añadida que se admite la posibilidad de entradas y salidas de masa. Por lo demás, el volumen de control intercambia calor con una fuente térmica y trabajo con una o varias de trabajo. TENSION SUPERFICIAL Las moléculas de la superficie no tienen otras iguales sobre todos sus lados, y por lo tanto se cohesionan mas fuertemente, con aquellas asociadas directamente en la superficie. Esto forma una película de superficie, que hace mas difícil mover un objeto a través de la superficie, que cuando esta completamente sumergido. Las fuerzas cohesivas entre las moléculas de un liquido, son las responsables del fenómeno conocido como tensión superficial. La cual tiene unidades de fuerza por unidad de volumen (N/m o Lb/ft). La fuerza debida a la tensión superficial es el resultado de una longitud multiplicada por la tensión superficial, y la longitud que se usa es la del contacto entre un fluido y un solido o la de la circunferencia en el caso de una burbuja. MATERIALES -

Banco hidráulico: El banco consiste en un bastidor de acero con ruedas, encima del cual está montado un recipiente de drenaje con una adecuada superficie plana de trabajo. Un recipiente con orificios calibrados permite la medición continua del caudal de agua. Una electrobomba centrifuga de velocidad variable aspira El agua está enviado al banco de trabajo por medio de la electrobomba o desde la red. Es posible determinar la característica mecánica de la bomba variando el caudal.

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Turbo maquina: Este equipo ha sido diseñado para comprobar la validez de las expresiones teóricas que determinan la fuerza ejercida por un chorro sobre diferentes tipos de álabes.

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Termómetro: Un termómetro es un instrumento utilizado para medir la temperatura con un alto nivel de exactitud. Puede ser parcial o totalmente inmerso en la sustancia que se está midiendo. Esta herramienta está conformada por un tubo largo de vidrio con un bulbo en uno de sus extremos.

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Probeta: Tubo de cristal alargado y graduado, cerrado por un extremo, usado como recipiente de líquidos o gases, el cual tiene como finalidad medir el volumen de los mismos.

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Juego de masas: Las pesas son de acero especial altamente pulido, plata niquelada, latón galvanizado o aluminio. Existen juegos de pesas de alambre, laminares y en forma de seta, de 20 - 50 g.

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Cronómetro: reloj de alta precisión tiempo muy pequeñas.

para medir fracciones de

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Juego de superficies de contacto (80 ° , 120 ° , 180 ° )

PROCEDIMEINTO Desmontar la tapa que apoya sobre la cubera transparente del deposito con el fin de clocar la superficie plana en el lugar impactado y sujeta a la barra vertical que forma parte del sistema de calibración de fuerzas montado en dicha tapa del mismo

Tapar nuevamente el deposito

Colocar sobe la plataforma una masa

Ajuste el índice del calibre hasta que se encuentre a la misma altura que la señal de la plataforma auxiliar

Ponga en marcha la bomba del Banco Hidráulico

Regule el caudal que choca contra la superficie hasta conseguir que a señal de la plataforma se encuentre a la misma altura que el índice del calibre Mediante el método volumétrico aforar el caudal de salida por la tubería y tomar nota del valor de la masa puesta en la plataforma

Reiterar las operaciones anteriores incrementando escalonadamente masas y caudales

Fin