2. INTRODUCCION
El hombre a través de su historia ha tratado de comprender los fenómenos naturales que lo
rodean; siempre los ha analizado y tratado de obtener ventaja, desde el descubrimiento del
fuego, hasta los avances tecnológicos de nuestros días. El proceso de razonamiento del ser
humano es, primero observar los fenómenos, tratar de entenderlos, analizarlos, sacar hipótesis,
comprobarlas y finalmente obtener una explicación científica de lo que está sucediendo. Un
fenómeno natural muy importante es el desplazamiento de un fluido, la presión con que lo hace,
su trayectoria y cómo varían sus propiedades cuando se encuentra con obstáculos, diferentes
tipos de superficies y rutas.
Entendiendo el comportamiento de un fluido, el ser humano pudo utilizar esta propiedad natural
para su beneficio, un ejemplo claro son las presas generadoras de energía eléctrica, así como
sistemas hidráulicos que nos brindan la capacidad de amplificar la fuerza generada en un
extremo. Los ingenieros y científicos han estudiado muy bien estos fenómenos y los han
aplicado a automóviles, en la agricultura con sistemas de riego, en la industria, medicina y hasta
en nuestros propios hogares con la propulsión de agua desde la cisterna hasta el tinaco.
En la siguiente trabajo se investigación, se implementará un sistema que va a medir la presión
de un líquido en distintas ángulos de inclinación. El objetivo es obtener información de un
fenómeno natural como es la presión del agua en diferentes condiciones, que más adelante
vamos a ea graficar de acuerdo a los coeficientes obtenidos.
3. TRABAJO DE INVESTIGACION
Un ingeniero se da cuenta de algo científico, al momento de estar construyendo un reservorio
encontrándose con unas columnas de agua en constante movimiento y los valores de factores de
presión adimensional (en el cuadro). Para determinar las presiones de las diferentes
inclinaciones del reservorio el ingeniero desea seguir determinando valores del cuadro ya sea
interpolando y/o extrapolando.
Cd: Coeficiente de Depresión
O
y/h 90º 75º 18.851º 18.436º 15.945º
0 21/2 3 3 1/2
0 0 0 0 0 0
0.1 0.24 0.2897 0.04 0.035 0.027
0.2 0.35 0.29 0.08 0.07 0.06
0.3 0.45 0.403 0.12 0.10 0.08
0.4 0.53 0.45 0.15 0.14 0.11
0.5 0.6 0.534 0.18 0.16 0.14
0.6 0.65 0.55 0.21 0.18 0.16
0.7 0.688 0.582 0.22 0.20 0.17
0.8 0.7 0.61 0.22 0.20 0.17
0.9 0.72 0.623 0.2 0.18 0.15
1.0 0.73 0.63 0.14 0.11 0.10
a) Determinar Cd, para los valores de tgm’: 1/2.25, 1/2 y 1/1.85.
b) Grafica para todos los valores de ctgm, c/h versus Cd.
c) Calcular P para cada valor de Ctgm y realizar las gráficas, P versus y/h donde kh se
tomara algún valor real de coeficiente de aceleración máxima para zona sierra.
d) Encontrar la velocidad y aceleración en por lo menos 1 punto de Cd.
e) Calcular P y realizar sus gráficas para diferentes valores de Y (Graficas P vs Y)
4. 1. Análisis:
a) Para el cálculo del coeficiente de presión se utilizó la siguiente formula:
Todos los cálculos realizados en este trabajo de investigación se precisaron y
calcularon en el Excel, el cual fue la herramienta de ayuda para poder
desarrollar y cumplir con el siguiente trabajo de investigación.
b) Una vez obtenidos los datos e incógnitas faltantes para poder determinar las
gráficas de presión se procedió a graficar con la ayuda del Excel.
c) Una vez obtenido la gráficas y con la ayuda del AutoCAD se procedió a obtener
valores empleando la siguiente tabla:
d) Con la ayuda de los valores obtenidos y hallados en la figura anterior se
procedió con el cálculo de la Presiona Dinámica Absoluta y Presión Dinámica
para cada Angulo de inclinación.
0° 15° 30° 45° 60° 61.606 63.587 66.149 68.2° 71.57° 74.01°
0 0.2679 0.5773 1 1.732 1.804 2.013 2.262 21/2 3 31/2
0.00 0.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.00
0.20 0.1 0.240 0.2040 0.1380 0.0850 0.0640 0.05931 0.05266 0.04600 0.04 0.04 0.03 2.00
0.40 0.2 0.350 0.3300 0.2540 0.1650 0.1250 0.11621 0.10373 0.09125 0.08 0.07 0.06 2.00
0.60 0.3 0.450 0.4150 0.3420 0.2350 0.1820 0.16989 0.15270 0.13550 0.12 0.11 0.09 2.00
0.80 0.4 0.530 0.4750 0.4140 0.2950 0.2350 0.21840 0.19482 0.17125 0.15 0.14 0.12 2.00
1.00 0.5 0.600 0.5230 0.4660 0.3400 0.2810 0.26127 0.23326 0.20525 0.18 0.16 0.14 2.00
1.20 0.6 0.650 0.5640 0.5050 0.3720 0.3120 0.29208 0.26379 0.23550 0.21 0.19 0.16 2.00
1.40 0.7 0.688 0.5980 0.5320 0.3910 0.3220 0.30208 0.27379 0.24550 0.22 0.20 0.17 2.00
1.60 0.8 0.710 0.6290 0.5480 0.3950 0.3100 0.29242 0.26746 0.24250 0.22 0.20 0.17 2.00
1.80 0.9 0.720 0.6300 0.5420 0.3830 0.2760 0.26116 0.24008 0.21900 0.20 0.18 0.15 2.00
2.00 1.0 0.710 0.5870 0.5040 0.3460 0.2190 0.20357 0.18166 0.15975 0.14 0.12 0.10 2.00
Y/h h
2.00
Y
E
Cd:FACTORES DE PRESION
Ф
tagФ
0,00° 15,00° 30,00° 45,00° 60,00° 61,61° 63,43° 66,04° 75,00° 68,20° 71,27° 74,05°
0 1/4 4/7 1 1 3/4 1,85 2 2,25 3 3/4 2 1/2 3 3 1/2
0,0 0,00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 9810 3,924 0
1,0 0,10 0,230 0,197 0,164 0,129 0,093 0,092 0,078 0,075 0,052 0,072 0,065 0,057 9810 3,924 88542,80762 7
2,0 0,20 0,353 0,302 0,251 0,198 0,143 0,141 0,120 0,115 0,079 0,110 0,099 0,087 9810 3,924 135808,3843 1
3,0 0,30 0,450 0,386 0,320 0,252 0,182 0,179 0,153 0,147 0,101 0,141 0,127 0,111 9810 3,924 173175,8976 1
4,0 0,40 0,529 0,454 0,377 0,297 0,215 0,211 0,180 0,173 0,119 0,166 0,149 0,130 9810 3,924 203712,5765
5,0 0,50 0,594 0,509 0,423 0,333 0,241 0,237 0,202 0,194 0,133 0,186 0,167 0,146 9810 3,924 228614,3741 1
6,0 0,60 0,646 0,553 0,459 0,362 0,262 0,257 0,220 0,211 0,145 0,202 0,182 0,159 9810 3,924 248489,0449
7,0 0,70 0,685 0,587 0,487 0,384 0,278 0,273 0,233 0,224 0,154 0,214 0,193 0,169 9810 3,924 263686,0119 2
8,0 0,80 0,713 0,611 0,507 0,400 0,289 0,284 0,242 0,233 0,160 0,223 0,201 0,176 9810 3,924 274417,2361 2
9,0 0,90 0,729 0,625 0,519 0,409 0,296 0,291 0,248 0,238 0,164 0,228 0,205 0,180 9810 3,924 280810,3508 2
10,0 1,00 0,735 0,630 0,523 0,412 0,298 0,293 0,250 0,240 0,165 0,230 0,207 0,181 9810 3,924 282934,134 2
0,735 0,630 0,523 0,412 0,298 0,293 0,250 0,240 0,165 0,230 0,207 0,181
y/hY
Cm
Ø
Coeficiente de Presión
DATOS DEL
EXPERIMENTO
w Kh 0,00°
H= 10
0,00° 15,00° 30,00° 45,00° 60,00° 61,61° 63,43° 66,04° 75,00° 68,20° 71,27° 74,05°
0 1/4 4/7 1 13/4 1,85 2 2,25 33/4 21/2 3 31/2
0,0 0,00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 9810 3,924
1,0 0,10 0,230 0,197 0,164 0,129 0,093 0,092 0,078 0,075 0,052 0,072 0,065 0,057 9810 3,924 8
2,0 0,20 0,353 0,302 0,251 0,198 0,143 0,141 0,120 0,115 0,079 0,110 0,099 0,087 9810 3,924 1
3,0 0,30 0,450 0,386 0,320 0,252 0,182 0,179 0,153 0,147 0,101 0,141 0,127 0,111 9810 3,924 1
4,0 0,40 0,529 0,454 0,377 0,297 0,215 0,211 0,180 0,173 0,119 0,166 0,149 0,130 9810 3,924 2
5,0 0,50 0,594 0,509 0,423 0,333 0,241 0,237 0,202 0,194 0,133 0,186 0,167 0,146 9810 3,924 2
6,0 0,60 0,646 0,553 0,459 0,362 0,262 0,257 0,220 0,211 0,145 0,202 0,182 0,159 9810 3,924 2
7,0 0,70 0,685 0,587 0,487 0,384 0,278 0,273 0,233 0,224 0,154 0,214 0,193 0,169 9810 3,924 2
8,0 0,80 0,713 0,611 0,507 0,400 0,289 0,284 0,242 0,233 0,160 0,223 0,201 0,176 9810 3,924 2
9,0 0,90 0,729 0,625 0,519 0,409 0,296 0,291 0,248 0,238 0,164 0,228 0,205 0,180 9810 3,924 2
10,0 1,00 0,735 0,630 0,523 0,412 0,298 0,293 0,250 0,240 0,165 0,230 0,207 0,181 9810 3,924
0,735 0,630 0,523 0,412 0,298 0,293 0,250 0,240 0,165 0,230 0,207 0,181
y/hY
Cm
Ø
CoeficientedePresión
DATOSDEL
EXPERIMENTO
w Kh
H= 10