c902 césar montanares revb 09112015

7/23/2019 C902 Csar Montanares RevB 09112015

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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERADepartamento de Ingeniera Me!niaSANTIAGO

TITULO DE LA E"#ERIENCIA

ESTUDIO DE DESARROLLO CAPA LIMITE______________________________________________________________________________________________________

EXPERIENCIA N: C901 Grupo N: 02 Fecha de la Experiencia: 30-10-2015 Fecha de Entrega : 09-11-2015

NOMRE A!IGNA"#RA: Mecnica de Fluid! II C$%IGO: 9513

CARRERA: In"enie#ia Ci$il Mecnica Modalidad &%iurna o 'e(pertina) : %e!&e#'ina

NOMRE %E* A*#MNO: Mn'ana#e! Pina# C(!a# An'niApellido Paterno Apellido Materno No+,re

________________________ Fir+a del alu+no

Fecha de Recepci-n

Nota de Interrogaci-n ________________ No+,re del Pro.e(or: Claudi %ela!)ue* Se"$ia

Nota de Participaci-n ________________

Nota de In.or+e ______________________________ _______________________Nota Final __________________ ______ Fir+a del Pro.e(or

SE RECOMIENDA AL ESTUDIANTE ME$ORAR EN SU INFORME LA MATERIA MARCADA CON UNA "

%%%%%%%%Pre(entaci-n ________C/lculo(0 re(ultado(0 gr/.ico(%%%%%%%%Caracter1(tica( "2cnica( %%%%%%%%%i(cu(i-n0 conclu(ione(

________ %e(cripci-n del M2todo (eguido _______ Ap2ndice

O&SERVACIONES


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Universidad de Santiago de Chile

Facultad de Ingeniera

Departamento de Ingeniera Mecnica

Laboratorio Mecnica de Fluidos

Experiencia C!"

$rupo %&

EXPERIENCIA E345

ORIFICIO %E PARE% %E*GA%A

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Experiencia C!"

$rupo %&

I+DICE

1 Re!u,en del cn'enid del in#,e .

2 O/e'i$! de la e&e#iencia .

21 O/e'i$ "ene#al '

22 O/e'i$! e!&ecic! '

3 Ca#ac'e#!'ica! '(cnica! de l! e)ui&! e

in!'#u,en'! e,&lead! 5

31 E)ui& de #iici de &a#ed del"ada $e#'ical

(

32 P#/e'a (

33 C#n,e'# 4celula# Pa&el ,ili,e'#ad )

. De!c#i&ci6n del ,('d !e"uid 7

5 P#e!en'aci6n de #e!ul'ad! 9

51 Den,inaci6n de &a#,e'#! &a#a 'a/la 41

!


!


*"

8 Di!cu!i6n de l! #e!ul'ad! cnclu!ine! :

/!e#$acine! &e#!nale! 13

7 A&(ndice 13

71 Te#a del e&e#i,en' *+

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Experiencia C!"

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Laboratorio Mecnica de Fluidos I

Experiencia C!"#

$rupo %& #

3 Ca#ac'e#!'ica! '(cnica! de l! e)ui&! e in!'#u,en'! e,&lead!

31 E)ui& de #iici de &a#ed del"ada $e#'ical

Dimetro de ori,icio7 *+2# ;mm< Medidor de nivel7 ""2)( ;m9ltura de carga re,erencial

=Real>9ltura de carga real

'>>iempo

%l>=olumen de traba.o contenido en la probeta

?0>9lcance o distancia en el e.e x del agua


@0>3ro,undidad

>Dimetro del ori,icio

(Tabla N2)

@0 Bc,C A B,

#+ "2"*+#

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Experiencia C!"

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=7 =elocidad te-rica="7 =elocidad real

97 ?rea te-rica9"7 ?rea realC=7 Coe,iciente de velocidadC97 Coe,iciente de contracci-nC@7 Coe,iciente de descargaAe7 Ae1nolds

(Tabla N3)

V[cm/s] V0

[cm/s] CV A0

[cm2] A [cm2] CA CQ Re

199.08 150.76 0.76 1.23 1.368 0.90

0.6

8 1984

222.36 169.04 0.76 1.26 1.368 0.92

0.7

0 2225

243.82 187.31 0.77 1.29 1.368 0.94

0.7

2 2465

263.17 201.02 0.76 1.24 1.368 0.91

0.6

9 2646

280.49 219.29 0.78 1.17 1.368 0.85

0.6

7 2886

297.47 233.00 0.78 1.11 1.368 0.81

0.6

3 3066

313.83 246.71 0.79 1.25 1.368 0.91

0.7

2 3247

329.09 255.84 0.78 1.28 1.368 0.94

0.7

3 3367

343.96 269.55 0.78 1.32 1.368 0.96

0.7

6 3547

;


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Experiencia C!"

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Experiencia C!"

$rupo %&

8 Di!cu!i6n de l! #e!ul'ad! cnclu!ine! : /!e#$acine! &e#!nale!

En relaci-n con los resultados obtenidos se puede a,irmar7

3ara cada medici-n obtenida 1 reali:ada en laboratorio se logra veri,icar una

relaci-n entre las di,erentes alturas de carga traba.adas .unto con los

alcances B"2 Se a,irma 8ue el alcance del chorro de agua 8ue sale del ori,icio

de pared delgada disminu1e a consecuencia de la disminuci-n de las alturas

de carga0 existiendo una relaci-n proporcional2

>ambi/n se veri,ica mediante la >abla 4+6 8ue los valores de velocidad 1

caudal tambi/n disminu1en a medida 8ue se ba.a la altura de carga2

El rea del chorro de agua vara entre mrgenes mu1 pe8ueos para cada

medida de altura de carga2 Esta rea real obtenida es parecida al rea

te-rica calculada con el dimetro constante del ori,icio de pared delgada2

;4


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$rupo %&

Segn los valores registrados en la >abla 4+6 se veri,ica 8ue los coe,icientes

de velocidad 1 de rea se encuentran entre mrgenes correspondientes 1

menores 8ue *2 Una excepci-n es el coe,iciente de velocidad el cual deberaestar en un rango de "2!) 1 "2!!2 Este se encuentra entre "2! 1 "2!#0 pero

se debe recordar 8ue no ha1 manera de calcular las p/rdidas0 por ende el

valor es cercano pero no pertenece al rango de la teora2

7 A&(ndice

71 Te#a del e&e#i,en'A O#i-ici en un e!'an)ue

Un ori,icio puede utili:arse para medir el caudal de salida de un dep-sito o a trav/s

de una tubera2 Un ori,icio en un estan8ue puede estar ubicado en la pared o en el

,ondo2 Es una abertura usualmente redonda0 por la cual ,lu1e un ,luido0 el rea del

ori,icio es el rea de la abertura2 En el ori,icio el chorro se contrae a lo largo de una

corta distancia de alrededor de medio dimetro aguas deba.o de la abertura2 La

porci-n del ,lu.o 8ue se aproxima a lo largo de la pared no puede hacer un giro de

ngulo recto en la abertura 10 por ende0 mantiene una componente de velocidad

radial 8ue reduce el rea del chorro2 El rea de la secci-n transversal donde la

contracci-n es mxima se conoce como la vena contracta2 Las lneas de corriente

en esta secci-n a trav/s del chorro son paralelas 1 la presi-n es atmos,/rica2 La

altura h sobre el ori,icio se mide desde el centro de este hasta la super,icie libre2 Se

supone 8ue la cabe:a se mantiene constante2 La ecuaci-n de 5ernoulli desde el

punto * en la super,icie libre hasta el centro de la vena contracta0 punto #0 con la

presi-n atmos,/rica local como dato 1 el punto # como el dato de elevaci-n0

despreciando las p/rdidas0 se escribe como7

4%122"4P1 G1 H %2

2 4P2 G2

Aeempla:ando los valores dados se tiene7

;6


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Experiencia C!"

$rupo %&

%2 2"= %

Esta es nicamente la velocidad te-rica0 debido a 8ue se han despreciado las

p/rdidas entre los dos puntos2 La relaci-n entre la velocidad real =" 1 la te-rica =

se conoce como coe,iciente de velocidad C=0 es decir7

C%H %0 %

El caudal real @" del ori,icio es el producto de la velocidad real en la vena

contracta 1 el rea del chorro0 como esta ltima es di,cilG de medir directamente

se procede a calcular el volumen del ,luido respectivo 1 el tiempo 8ue ,lu1e este2

La relaci-n entre el rea del chorro 9"en la vena contracta con respecto al rea del

ori,icio 9 se simboli:a mediante otro coe,iciente0 conocido como el coe,iciente de

contracci-n C90 es decir7

CAHA0A

El rea en la vena contracta est dada por 9"H C992 Luego el caudal real 8ueda

0

H C%C

AA 2"=

Se acostumbra combinar los dos coe,icientes en un coe,iciente de descarga

C@comoC@H C=C9

%o ha1 manera de calcular las p/rdidas entre los puntos * 1 #0 por ende C =

se debe determinar experimentalmente2 Este vara desde "2!( hasta "2!!2


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Experiencia C!"

$rupo %&

47 Coe,iciente de contracci-n H C9H 9"9

4; Coe,iciente de descarga H C@ H C=C9

Utili:ando los datos obtenidos en >abla 4*6 se determina el valor de caudal0

velocidad real 1 velocidad te-rica2 9dems con los valores obtenidos para

velocidad real 1 caudal0 es posible obtener el rea real2

41 @ H "2""*!) (2* H +2+x*" ';m#s

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