Laboratorio Integral I

José Ricardo Silva Talamantes

Norman E. Rivera Pazos
Práctica #3:
 Experimento de Reynolds
 Cur...
Introducción
El presente reporte de laboratorio tiene como finalidad presentar los conocimientos
adquiridos en las pasadas...
Experimento de Reynolds

Se Realizara un experimento en el cual se construirá un prototipo el cual demostrara que
si se ca...
Material y equipo:

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2 charolas paveras chicas
2 tubos de diámetro ½ in, largo 1ft
1 tubo de silicón
8 vasos d...
Cálculos:

Velocidad Torricelli

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V  2hg  20.12m 9.81m / s 2  1.53m / s
Reynolds Agua:

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Conclusión

Por medio del experimento y los cálculos comprobamos que al modificar las variables del
número de Reynolds est...
Curva característica de una Bomba

MARCO TEÓRICO
Curva característica de una bomba: El comportamiento hidráulico de una bo...
MATERIAL Y EQUIPO
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1 Bomba sumergible
1 Manguera (2m de longitud)
Cinta métrica
1 Olla con una capacidad...
CÁLCULOS

Obtener el Volumen que ocupa 2L:

 1m3 
3
V  2 L
 1000 L   0.002m

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Para obtener Q:

Q

V
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Resultados

h(cm)
38
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Q= V/t(m3/s)
0.00047262
0.0004651
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0.0004329
0.00040816
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CONCLUSIÓN

Se realizo la gráfica de la curva característica de la bomba con los datos obtenidos y con
base a esos datos o...
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Lab#3 exp.de reynolds-curva caract.de una bomba

  1. 1. Laboratorio Integral I José Ricardo Silva Talamantes Norman E. Rivera Pazos Práctica #3:  Experimento de Reynolds  Curva característica de una Bomba Gabriel Manjarrez Albarrán Diana Pérez Santoyo Fernanda Barrera Gutiérrez Francisca Sánchez Sánchez José Víctor Muñoz Saucedo
  2. 2. Introducción El presente reporte de laboratorio tiene como finalidad presentar los conocimientos adquiridos en las pasadas prácticas de laboratorio llamadas “Experimento de Reynolds y Curva Característica de una Bomba” de la materia Laboratorio Integral 1 impartida por el profesor Norman E. Rivera Pazos en el Instituto Tecnológico de Mexicali. Referente a la práctica #3: Experimento de Reynolds se realizo un experimento con el cual pudiéramos comparar que modificando alguna de las variables del número a dimensional de Reynolds este se modificaba para así comprobar la veracidad de este Objetivos: Experimento de Reynolds: Realizar en el laboratorio un experimento en el cual se demuestre que el flujo en una tubería depende de las variables que conforman el número de Reynolds y demostrar que si se cambia alguna de sus variables manteniendo las demás constantes el número de Reynolds cambia, en este experimento nos enfocaremos a variar la densidad y viscosidad manteniendo constante la velocidad y diámetro. Curva Característica de una Bomba: Construir una gráfica la cual represente la curva característica de una bomba; comparando altura versus gasto obtenidos.
  3. 3. Experimento de Reynolds Se Realizara un experimento en el cual se construirá un prototipo el cual demostrara que si se cambia una de las variables del número de Reynolds este se modifica. ¿Cómo se hará? Realizaremos un prototipo en el cual mantendremos las variables D (diámetro), V (Velocidad) constantes y se cambiara la viscosidad y la densidad de la sustancia, ¿Cómo?, utilizando 2 sustancias diferentes agua y aceite de cocina. Se realizaran los cálculos pertinentes y se demostrara que el número de Reynolds varía si se modifica una de estas variables. Marco Teórico Reynolds (1874) estudió las características de flujo de los fluidos inyectando un trazador dentro de un líquido que fluía por una tubería. A velocidades bajas del líquido, el trazador se mueve linealmente en la dirección axial. Sin embargo a mayores velocidades, las líneas del flujo del fluido se desorganizan y el trazador se dispersa rápidamente después de su inyección en el líquido. El flujo lineal se denomina Laminar y el flujo errático obtenido a mayores velocidades del líquido se denomina Turbulento. Las características que condicionan el flujo laminar dependen de las propiedades del líquido y de las dimensiones del flujo. Conforme aumenta el flujo másico aumenta las fuerzas del momento o inercia, las cuales son contrarrestadas por la por la fricción o fuerzas viscosas dentro del líquido que fluye. Cuando estas fuerzas opuestas alcanzan un cierto equilibrio se producen cambios en las características del flujo. En base a los experimentos realizados por Reynolds en 1874 se concluyó que las fuerzas del momento son función de la densidad, del diámetro de la tubería y de la velocidad media. Además, la fricción o fuerza viscosa depende de la viscosidad del líquido. Según dicho análisis, el Número de Reynolds se definió como la relación existente entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas (o de rozamiento).
  4. 4. Material y equipo:       2 charolas paveras chicas 2 tubos de diámetro ½ in, largo 1ft 1 tubo de silicón 8 vasos de fon 12 onzas 2.5 litros de agua 2.5 litros de aceite Metodología: Para la construcción del prototipo:  Se hizo una perforación de aproximadamente ½ pulgada en el centro de una charola pavera  Se introdujo una manguera de ½ in en el orificio de la charola y se fijó con silicón para evitar fugas.  Se monta el prototipo sobre 4 vasos de fon para evitar un dobles en la manguera Realización del experimento:  Se vierte la sustancia de interés en la charola, la cantidad de sustancia fue 2.5 lt, en el primer caso fue agua y el segundo aceite.  Se deja salir el fluido por la manguera hasta vaciarse.  Se repite con la siguiente sustancia.
  5. 5. Cálculos: Velocidad Torricelli   V  2hg  20.12m 9.81m / s 2  1.53m / s Reynolds Agua: RE  DV   0.012691.53999  21291.20  0.012691.53919.2  1052.54 0.000911 Reynolds Aceite: RE  DV  0.016956 Resultados D(m)= µ(Kg/ms)= de(Kg/m3)= V(m/s)= Re= Agua 0.01269 0.000911 999 1.53 Aceite 0.01269 0.016956 919.2 1.53 21291.20121 1052.542548 Fl. Turbulento Fl. Laminar
  6. 6. Conclusión Por medio del experimento y los cálculos comprobamos que al modificar las variables del número de Reynolds este cambia, comprobamos que este depende de cada una de las variables de la ecuación y de que cualquier variación en ellas modificara el flujo en la tubería. Referencias tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/Reynold tm
  7. 7. Curva característica de una Bomba MARCO TEÓRICO Curva característica de una bomba: El comportamiento hidráulico de una bomba viene especificado en sus curvas características que representan una relación entre los distintos valores del caudal proporcionado por la misma con otros parámetros como la altura manométrica, el rendimiento hidráulico, la potencia requerida y la altura de aspiración, que están en función del tamaño, diseño y construcción de la bomba. Estas curvas, obtenidas experimentalmente en un banco de pruebas, son proporcionadas por los fabricantes a una velocidad de rotación determinada (N). Se representan gráficamente, colocando en el eje de abscisas los caudales y en el eje de ordenadas las alturas, rendimientos, potencias y alturas de aspiración. En esta práctica se realizará el análisis de la curva característica de la bomba comparando gasto volumétrico contra la altura. Gasto volumétrico (Q) Es el volumen de fluido manejado por unidad de tiempo. El gasto volumétrico se puede expresar como el producto de la velocidad del fluido por el área transversal del ducto por el cual fluye: Q = V⋅A Dónde: Q = Gasto volumétrico [ft3/s]. v = Velocidad del fluido [ft/s]. A = Área transversal de la tubería [ft2].
  8. 8. MATERIAL Y EQUIPO          1 Bomba sumergible 1 Manguera (2m de longitud) Cinta métrica 1 Olla con una capacidad de aproximadamente 5 L Cronómetro Agua (3 L) 1 botella de PET (2.5 L) 3 bancos 1Probeta de 100 ml METODOLOGÍA 1. Midiendo con una probeta, se introducen 2 L de agua en una botella (marcando la altura a la que llegó el agua). 2. Se vacía el contenido de la botella en un recipiente. 3. Se conecta una manguera en la bomba. 4. Se introduce la bomba al recipiente y se introducen 2L de agua (sin necesidad de exactitud). 5. El otro extremo de la manguera se introduce en la boquilla de la botella, para enviar agua, hasta llegar a la altura marcada previamente. 6. La botella, en unión con la manguera, se coloca en el suelo verticalmente. 7. Con una cinta métrica se mide la altura máxima (del suelo hasta la parte más elevada de la manguera). 8. Se prepara el cronómetro para obtener el tiempo en que el agua llega a la marca de 2L. 9. Se enciende la bomba, conectándola a una toma de corriente eléctrica, y al mismo tiempo el cronómetro. 10. El agua se envía a la botella hasta alcanzar los 2L, deteniendo el cronómetro y desconectando la bomba. 11. Se anotan los resultados y se realizan dos réplicas más, ejecutando los procedimientos de 7-10 para cada réplica. 12. En otra ocasión la botella se coloca en una parte más alejada del suelo a 26cm más que la anterior, y se repiten los procedimientos de 7-10 y se anotan los resultados. 13. Se aumenta la altura de la botella en otras cinco ocasiones más; 9cm más a la altura anterior, a 37cm más, a 11cm más, a 11 más y a 38cm más. Realizando 2 réplicas más de cada una y repitiendo los procedimientos de 7-10.
  9. 9. CÁLCULOS Obtener el Volumen que ocupa 2L:  1m3  3 V  2 L  1000 L   0.002m    Para obtener Q: Q V t
  10. 10. Resultados h(cm) 38 64 73 110 121 132 170 Q= V/t(m3/s) 0.00047262 0.0004651 0.000444 0.00043478 0.0004329 0.00040816 0.00036036 t(s) 4.2 4.3 4.5 4.6 4.62 4.9 5.55 Gasto vs Altura G a s t o 0.0005 0.00048 0.00046 0.00044 0.00042 0.0004 0.00038 0.00036 0.00034 0.00032 0.0003 gasto vs altura 0 50 100 Altura 150 200
  11. 11. CONCLUSIÓN Se realizo la gráfica de la curva característica de la bomba con los datos obtenidos y con base a esos datos obtenidos se puede deducir que cuando un flujo es elevado a cierta altura la bomba tendrá que añadirle energía al fluido para poder moverlo por la tubería y que mientras más elevada sea esta altura el gasto será menor ósea que la bomba tardara más tiempo en mover ese fluido hasta el final de la tubería. REFERENCIAS MOTT, Robert L., Mecánica de fluidos, Ed. Pearson, 6ta. ed., México, 2006, pág. 405. http://ocwus.us.es/ingenieria-agroforestal/hidraulica-yriegos/temario/Tema%207.%20Bombas/tutorial_07.htm

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