hidrÁulica para ingenieros civiles
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Hanskampring 15 -17D-22885 BarsbttelALEMANIA
Tel.: +49 40 67 08 54-0Fax: +49 40 67 08 54-42
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Contenidos de las reas Ingeniera Civil Ingeniera Hidrulica Gestin del Agua Municipal Ingeniera Ambiental Ingeniera Costera
HID
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015
4bHIDRULICA PARA INGENIEROS CIVILES
E q u i p o s
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4b
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Fundamentos de la Mecnica de Fluidos
Ingeniera Hidrulica
ndice
Vista General de Productos
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HIDRULICA PARA INGENIEROS CIVILES
PIE DE IMPRENTA
2015 by GUNT Gertebau GmbH, queda prohibida la impresin posterior, parcial o total, sin la
autorizacin por escrito. GUNT es una marca registrada. Los productos GUNT estn protegidos por
derechos de autor. GUNT no se responsabiliza de errores tipogrficos. Reservado el derecho a
efectuar modificaciones.
Queremos expresar nuestro agradecimiento al Prof. Dr. Ing. Bernhard Haber de la Escuela Superior
de Bochum, Facultad de Ingeniera Civil, Instituto de Agua y Medio Ambiente, Especialidad en Ingeniera
Hidrulica e Hidromecnica, por su ayuda amable y competente en el tema del flujo en canales abiertos.
Revisin tcnica y trminos en espaol: Doctor Ingeniero Luis Castillo Elsitdi, Profesor Titular de
Universidad, Grupo de I+D+i en Ing. Hidrulica, Martima y Medioambiental Hidr@m, Universidad Politcnica
de Cartagena.
Diseo, composicin y litografa: Profi-Satz, Hamburgo
Impresin: impreso en papel reciclable blanqueado sin cloro.
CAPTULO PGINATTULO
CONTENIDOBIENVENIDOS A GUNT
Su proveedor fiable y experto en
Equipos de demostracin y ensayo GUNT para
sistemas de enseanza y prcticas para una formacin tcnica innovadora equipos para ensayos e investigacin
formacin en profesiones tcnicas entrenamiento y capacitacin de personal
tcnico e industrial estudios de ingeniera
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SISTEMAS DIDCTICOS Y DE APRENDIZAJE PARA EL REA DE LA HIDRULICA PARA INGENIEROS CIVILES
5
HIDRULICA PARA INGENIEROS CIVILES
HM 115, HM 150.06
HM 150.07, HM 150.08,
HM 150.18, HM 150.10,
HM 150.21
HM 160 HM 162 et
accesorios
HM 156, HM 143,
HM 160 HM 162 et
accesorios
HM 152, HM 165,
HM 167, HM 169,
HM 145, HM 141,
CE 116
HM 150.09, HM 150.12,
HM 160 HM 162 et
accesorios
HM 160 HM 162 et
accesorios
HM 150.04, HM 150.16,
HM 150.19, HM 150.20
HM 166, HM 140,
HM 168, HM 142
HM 160 HM 162 et
accesorios
La mecnica de fluidos desempea un importante papel en muchas reas de la tcnica. Para los ingenieros es, por
tanto, esencial entender los fundamentos de la mecnica de fluidos.
El campo de actividad de los ingenieros civiles incluye
construcciones para el suministro de agua, drenaje y
proteccin del agua. Determinadas reas del campo
general de la mecnica de fluidos tienen una importan-
cia secundaria en el curriculum de la ingeniera civil,
como, p.ej., los fundamentos del flujo compresible. Para
tener en cuenta este aspecto, hemos creado adems
del catlogo 4 Mecnica de Fluidos, un catlogo 4b
independiente Hidrulica para Ingenieros Civiles.
Los sistemas de ensayo y aprendizaje tienen en cuenta
especialmente las necesidades de formacin de la inge-
niera civil.
El catlogo 4b se divide en dos captulos. En el primer
captulo se encuentran fundamentos generales de la
mecnica de fluidos, que son relevantes para mltiples
disciplinas, p.ej., ecuaciones fundamentales (entre otras,
la ecuacin de continuidad y la de Bernoulli), flujo en
tuberas y turbomquinas. El segundo captulo contiene
los temas especficos para ingenieros civiles, centrn-
dose en la ingeniera hidrulica. En este se tratan el
flujo en canales abiertos, el transporte de sedimentos en
canales abiertos y el flujo a travs de medios porosos.
Los subcaptulos van precedidos por pginas informativas
con informacin bsica y explican de forma fcilmente
comprensible las relaciones tcnicas y fsicas. De este
modo, la introduccin al tema correspondiente resulta
ms fcil. Los equipos GUNT permiten la demostracin y
estudio prctico de las relaciones.
descarga por orificios laterales
descarga por orificios por el fondo
descarga bajo una compuerta
vertederos de aforo
medicin de velocidad
mtodo del trazador
DESCARGA PORORIFICIOS
DETERMINACIN DE DESCARGA EN CANALES ABIERTOS
HIDROSTTICA
HIDRODINMICA
DESCARGA CON NIVEL DE AGUA LIBRE
MOVIEMIENTO NO ESTACIONARIO DEL AGUA
FLUJO A TRAVS DE MEDIOS POROSOS, FLUJO DE AGUA SUBTERRNEA
TURBOMQUINAS
TRANSPORTE DE SLIDOS
OLAS
vasos comunicantes, presin sobre superficies planas, empuje,
paradoja hidrulica
condiciones de flotacin
ecuacin de continuidad, consideracin de energa (Bernoulli)
principio del momento lineal
flujo laminar / turbulento, nmero de Reynolds
flujo potencial, lneas de corriente
ecuaciones de flujo
relacin entre energa especfica y profundidad de descarga
transicin de flujo
descarga uniforme y variada
modificacin en la seccin transversal
estructuras de control (cada libre y chorro sumergido)
en tuberas cerradas (vibracin de masa)
con superficie libre: retencin de depsitos de reserva
con superficie libre: subida y descenso del nivel, flujo en canales
abiertos no estacionario con friccin
con superficie libre: llenado y vaciado de esclusas,
flujo de marea
flujo de agua subterrnea, acufero
niveles de acuferos
ley de Darcy, coeficiente de permeabilidad
descenso del nivel del agua subterrnea
filtros (filtro de grava, filtros geotextiles)
infiltracin de estructuras
filtracin de presas
bombas centrfugas
turbinas
tipos del transporte de slidos
ecuaciones para evaluacin de masas transportadas
olas de aguas profundas y poco profundas
olas cambiantes
CONTENIDOS DIDCTICOS DE HIDRULICA PARA INGENIEROS CIVILES PRODUITS GUNT
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FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS1
HIDRULICA PARA INGENIEROS CIVILES FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS
Descarga Horizontal por Orificios
Descarga Vertical por Orificios
Serie HM 150: Una Iniciacin Fcil en los Fundamentos de la Mecnica de Fluidos
Mdulo Bsico para Ensayos sobre Mecnica de Fluidos
Flujos No Estacionarios en Tuberas y Chimeneas de Equilibrio
Golpes de Ariete y Chimenea de Equilibrio
Procesos de Desage no Estacionarios en Depsitos de Reserva
Flujo Estacionario de Fluidos Incompresibles
Friccin de Tubo en un Flujo Laminar / Turbulento
Prdidas de Carga en el Sistema de Tuberas
Flujo en Canales Abiertos y Cerrados
Redes de Tuberas
Equipos de Ensayo del rea de las Turbomquinas
Principio de Funcionamiento de una Turbina Pelton
Principio de Funcionamiento de una Turbina Francis
Bomba Centrfuga
Conexin en Serie y en Paralelo de Bombas
Conocimientos Bsicos: Fundamentos de la Hidrosttica
Banco de Ensayos sobre Hidrosttica
Estabilidad de Cuerpos Flotantes
Cuerpos Flotantes para HM 150.06
Conocimientos Bsicos: Fundamentos de la Hidrodinmica
Equipos de Ensayo sobre los Fundamentos de la Hidrodinmica
Ensayo de Osborne Reynolds
Principio de Bernoulli
Medicin de la Fuerza Ejercida por un Chorro
Visualizacin de Lneas de Corriente en Canales Abiertos
Visualizacin de Lneas de Corriente
HM 150.09
HM 150.12
Vista previa
HM 150
Vista previa
HM 156
HM 143
Vista previa
HM 150.01
HM 150.11
HM 164
HM 111
Vista previa
HM 150.19
HM 150.20
HM 150.04
HM 150.16
Vista previa
HM 115
HM 150.06
HM 150.39
Vista previa
Vista previa
HM 150.18
HM 150.07
HM 150.08
HM 150.21
HM 150.10
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DESCARGA ACCESORIOS
FLUJO NO ESTACIONARIOFLUJO EN TUBERAS
TURBOMQUINAS
HIDROSTTICA
HIDRODINMICA
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FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS HIDROSTTICA
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CONOCIMIENTOS BSICOS
La hidrosttica estudia los fluidos en
reposo.
Los equipos de ensayo GUNT cubren
los fundamentos de los siguientes
temas de la hidrosttica: presin
hidrosttica, empuje, tensin superfi-
cial, capilaridad / adhesin.
Fundamentos fsicos y propiedades de
los fluidos
medicin de la presin con manme-
tros y sensores de presin
medicin de temperatura
curva de la presin de vapor
cambio de estado de gases
Fuerzas
fuerza de Coriolis
tensin y fuerzas superficiales
fuerzas de empuje
presin hidrosttica y fuerzas
resultantes
FUNDAMENTOS DE LA HIDROSTTICA
h nivel, F fuerza, A superficie,
lnea roja: nivel
Vasos comunicantes
Los vasos comunicantes son tuberas abiertas por la parte
superior y comunicadas entre s por la parte inferior. Indepen-
dientemente de la forma y el tamao de las tuberas, el nivel del
fluido en ellas es el mismo.
Aplicacin: entre otras, nivel de agua, esclusa y sifn en alcan-
tarillados.
Presin hidrosttica
La presin en los fluidos en reposo no depende de la
direccin. Depende linealmente de la altura del fluido sobre
el elemento estudiado o de la profundidad de inmersin.
La presin hidrosttica para fluidos incompresibles, que
no estn sujetos a la gravedad, se calcula segn la ley de
Pascal.
Ley de Pascal
El efecto de una fuerza F sobre un
lquido en reposo genera dentro del
lquido una presin p, que se extiende
uniformemente en todas las direccio-
nes. La presin siempre acta perpen-
dicularmente a sobre la superficie limi-
tadora A del lquido.
p = F/A
Todos los procesos de fuerza y presin en lquidos se basan
en esta ley.
Paradoja hidrosttica
La presin hidrosttica genera una fuerza F en la superficie
A. En una superficie igual, esta fuerza solo depende del nivel
h. La forma del depsito no influye en este caso.
h nivel, F fuerza resultante, A superficie efectiva,
perfil de presin, nivel de agua
Capilaridad
Los lquidos ascienden o descienden en
capilares debido a las fuerzas molecula-
res entre lquido y pared o entre lquido y
aire. La altura de ascensin en el capilar
depende de la tensin superficial y del
dimetro del capilar.
En lquidos humectantes (p.ej. agua), el
nivel de lquido en el capilar asciende
mientras que en lquidos no humectan-
tes (p.ej. mercurio), el nivel de lquido
desciende.
M metacentro, S centro de masas,
A centro de empuje, z altura metacntrica,
Md momento restaurador, que tiende a enderezar el
cuerpo flotante,
lnea roja: nivel de agua
Presin hidrosttica en paredes
Adems de la presin sobre el fondo de un fluido, a menudo
tambin es importante conocer la presin hidrosttica en
superficies limitadoras, para, p.ej., calcular las fuerzas que
actan en las paredes laterales (conducto, acuario, etc.) o
en un vertedero.
Estabilidad de cuerpos flotantes
Para poder evaluar si un cuerpo flota de
forma estable o si puede zozobrar, se
determina el metacentro M. La posicin del
metacentro depende del centro de gravedad
del agua desplazada A y del ngulo de
escora. El cuerpo flota de forma estable si el
metacentro M se encuentra por encima del
centro de masas S. El momento restaurador
Md tiende a restaurar la posicin vertical.
La distancia entre el centro de masas y el
metacentro se denomina altura metacn-
trica z.
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HM 115 Banco de Ensayos sobre Hidrosttica
1 2 tubos manomtricos, 2 depsito, 3 indicador de presin digital, 4 sensor de presin, 5 depsito de reserva con bomba sumergible, 6 tubo de Pitot y sonda para presin esttica, 7 manmetro de presin diferencial, 8 seccin de tubo, 9 presin hidrosttica en lquidos, 10 depsito a presin, 11 depsito a presin, 12 manmetro de Bourdon, 13 manmetro de lmina elstica
1 depsito de reserva con bomba sumergible, 2 depsito con sensor de presin, 3 2 tubos manomtricos, 4 tubo de Pitot + sonda para presin esttica con manmetro de presin diferencial, 5 depsito a presin con manmetro de Bourdon, 6 depsito a presin con manmetro de lmina elstica, 7 compresor; P presin, PD presin diferencial
Accesorios para un amplio espectro experimental
Especificacin
[1] introduccin experimental completa a la hidrosttica [2] depsitos transparentes para observar los procesos [3] gran variedad de accesorios incluidos: compresor para generar depresiones, equipo de medicin de la presin sobre el suelo, dos aremetros [4] equipos de ensayo para: medicin de la fuerza ascensional, estudio de la presin hidrosttica en lquidos, medicin de la tensin superficial, vasos comunicantes, efecto capilar [5] tubo de Pitot para determinar la presin total y sonda para presin esttica [6] instrumentacin: sensor de presin con indicador digital, manmetro de presin diferencial, 2 tubos manomtricos, manmetro de lmina elstica, manmetro de Bourdon
Datos tcnicos
Bomba - consumo de potencia: 250W - caudal de salida mx.: 9m/h - altura de elevacin mx.: 7,6m Compresor - potencia: 65W - lado de presin: 2000mbar - lado de aspiracin: 240mbar 3 depsitos - altura 500mm - d=100mm, d=133mm, d=200mm Depsito de reserva para agua: 55L 2 aremetros con distintos rangos de medicin Rangos de medicin - presin: 2x -1...1,5bar - presin diferencial: 0...500mmCA - presin diferencial: 0...0,4bar - densidad: 1x 0,8...1g/cm, 1x 1...1,2g/cm
Dimensiones y pesos
LxAnxAl: 1760x840x1950mm Peso: aprox. 250kg
Necesario para el funcionamiento
230V, 50/60Hz, 1 fase o 120V, 60Hz/CSA, 1 fase
Volumen de suministro
1 banco de ensayos 1 compresor 1 equipo de medicin de la presin sobre el suelo 2 aremetros 1 depsito cuneiforme equipos de ensayo para: tensin superficial, presin hidrosttica en lquidos, fuerza ascensional, efecto capilar, vasos comunicantes material didctico
N de artculo
070.11500 HM 115 Banco de Ensayos sobre Hidrosttica
G.U.N.T Gertebau GmbH, Hanskampring 15-17, D-22885 Barsbttel, Tfno +49 (40) 67 08 54-0, Fax +49 (40) 67 08 54-42, E-mail [email protected], Web http://www.gunt.de Nos reservamos el derecho de efectuar modificaciones tcnicas sin previo aviso.
HM 115 Banco de Ensayos sobre Hidrosttica
* Ensayos fundamentales sobre hidrosttica1* Amplio espectro experimental1
* Circuito de agua cerrado con depsitos y bomba
Descripcin
En la hidrosttica se tiene en cuenta el estado de los fluidos en reposo.Los fenmenos producidos como consecuencia de la presinhidrosttica son analizados y el efecto dinmico determinado. Endistintas reas de la tcnica como, p.ej., en la ingeniera sanitaria ydomstica, en la construccin de bombas en la ingeniera aeronutica yastronutica, as como en la ingeniera naval (fuerza ascensional, cargade las bordas), las consideraciones hidrostticas resultan de granimportancia. Con el HM 115 pueden realizarse experimentos de alguna de las reasde la hidrosttica, como la medicin de la presin sobre el suelo o lademostracin de la ley de Boyle-Mariotte. La determinacin del centro depresin completa el espectro experimental. Adems se incluyen equiposde ensayo para estudiar el efecto capilar y la fuerza ascensional. Lapresin hidrosttica y la tensin superficial se miden. Con ayuda de untubo de Pitot y una sonda para presin esttica, tambin se estudian enun ensayo las porciones de presin en un flujo de fluido. Para poder visualizar las funciones y procesos, los depsitos y losequipos de ensayo son transparentes. Los depsitos y tuberas estntotalmente fabricados de plstico. Para las mediciones de presin y diferencia de presin del lquidoexisten distintos manmetros, como el tubo de Pitot, la sonda parapresin esttica, el sensor de presin con indicador digital, los 2 tubosmanomtricos o el manmetro de presin diferencial. El manmetro delmina elstica y el manmetro de Bourdon indican la presin del fluidogaseoso. El banco de ensayos posee un sistema de alimentacin de aire y
agua propio. El circuito cerrado de agua contiene un depsito de reserva con una bomba sumergible. Para los ensayos de aire, el volumen de suministro incluye un compresor para generar depresiones. El material didctico, bien estructurado, representa
los fundamentos y gua paso a paso por los distintos ensayos.
Contenido didctico / Ensayos
- estudio de la fuerza ascensional de varios cuerpos - estudio de la densidad de lquidos - presin hidrosttica, ley de Pascal - vasos comunicantes - determinacin del centro de presin - estudio de tensiones superficiales - demostracin del efecto capilar - ley de Boyle-Mariotte - estudio del porcentaje de presin esttica y dinmica en el fluido fluyente - familiarizacin con distintos mtodos de la medicin de la presin
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FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS HIDROSTTICA1
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HM 150.06 Estabilidad de Cuerpos Flotantes
1 ajuste del centro de masas, 2 escala, 3 cuerpo flotante, 4 depsito con agua, 5 ajuste de la escora, 6 clinmetro con escala
1 posicin estable, 2 posicin estable a pesar de la carga, metacentro encima del centro de masas, 3 posicin inestable por la carga, metacentro debajo del centro de masas; flecha verde: momento restaurador, M metacentro, S centro de masas, A centro de empuje, z altura metacntrica, ngulo de escora
Determinacin grfica del metacentro: xs/ gradiente de estabilidad,
M metacentro, z posicin vertical del centro de masas
Especificacin
[1] estudio de la estabilidad en un cuerpo flotante y determinacin del metacentro [2] cuerpo flotante transparente con seccin transversal rectangular de cuaderna [3] 1 peso de apriete desplazable horizontalmente para ajustar la escora [4] 1 peso de apriete desplazable verticalmente para ajustar el centro de masas [5] clinmetro con escala para indicar la escora [6] otros cuerpos flotantes con distintas formas de cuaderna disponibles como accesorios, HM 150.39
Datos tcnicos
Cuerpo flotante - LxAnxAl: 300x130x190mm - altura del mstil: 400mm Escala horizontal: 180mm Escala vertical: 400mm Escala de altura del cuerpo flotante: 120mm Escala del clinmetro: +/- 35 Pesos - cuerpo flotante sin peso de apriete: 2,8kg - peso de apriete vertical: 550g - peso de apriete horizontal: 193g Depsito para agua: 50L
Dimensiones y pesos
LxAnxAl: 660x450x220mm (depsito) Peso: aprox. 6kg
Volumen de suministro
1 equipo de ensayo material didctico
N de artculo
070.15006 HM 150.06 Estabilidad de Cuerpos Flotantes
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HM 150.06 Estabilidad de Cuerpos Flotantes
* Estabilidad de un cuerpo flotante1
* Determinacin del metacentro1
* Otros cuerpos flotantes con distintas formas de cuaderna disponibles opcionalmente, HM 150.39
Descripcin
En la hidrosttica, el metacentro es un puntoimportante a tener en cuenta cuando se evala laestabilidad de cuerpos flotantes. La estabilidaddescribe la capacidad de un barco de volver aenderezarse desde una posicin escorada. Elmetacentro es la interseccin del vector de empuje yel eje simtrico de la nave para una escora dada. Con el HM 150.06 se examina la estabilidad de un
cuerpo flotante y se determina grficamente elmetacentro. Adems puede determinarse el empujedel cuerpo flotante. El ensayo es fcil de preparar y esespecialmente apropiado para el trabajo prctico engrupos pequeos. El ensayo se lleva a cabo en un depsito lleno de
agua. Un cuerpo transparente con una seccintransversal (cuaderna) rectangular se utiliza comocuerpo flotante. Los pesos de apriete que se puedendesplazar horizontal y verticalmente permiten ajustarel centro de masas y la escora. La posicin de lospesos de apriete puede leerse en escalas. Unclinmetro indica la escora. Para realizar otros ensayos con distintas formas de
cuaderna hay accesorios opcionales disponiblesHM 150.39. El material didctico, bien estructurado, representa
los fundamentos y gua paso a paso por los distintosensayos.
Contenido didctico / Ensayos
Estudio y determinacin de - empuje, centro de empuje - centro de masas, metacentro, estabilidad - escora
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FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS HIDROSTTICA1
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15
ESTA ES LA STRUCTURA DE LOS CATLOGOS PARA LA GAMA DE PRODUCTOS 4
E q u i p o s
p a r a l a E d u c a c i n
e n I n g e n i e r a
MECNICA DE FLUIDOS
a
E q u i p o s
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e n I n g e n i e r a
MQUINAS FLUIDOMECNICAS
Catlogo N 4
Mecnica de Fluidos
fundamentos de la mecnica de
fluidos
flujo estacionario
flujo alrededor de cuerpos
flujo no estacionario
mquinas fluidomecnicas hidrulicas
elementos de sistemas de tuberas
y construccin de instalaciones
plantas de ensayo de mecnica de
fluidos
Catlogo N 4a
Mquinas Fluidomecnicas
bombas
ventiladores, compresores
turbinas de agua
Este catlogo
ser publicado
durante 2015.
15
HM 150.39 Cuerpos Flotantes para HM 150.06
* Estabilidad de cuerpos flotantes con distintas formas de cuaderna
Descripcin El accesorio HM 150.39 contiene dos cuerpos flotantes transparentescon distintas formas de cuaderna (cuaderna en forma de V y cuadernaen forma de U). Los cuerpos flotantes se utilizan con el HM 150.06 yamplan su espectro de ensayos. El diseo de los cuerpos flotantes y los ensayos posibles son como losdel HM 150.06.
Contenido didctico / Ensayos- comparacin de dos formas de cuaderna diferentes: cuaderna en forma de V y cuaderna en forma de U
Volumen de suministro2 cuerpos flotantes 1 manual
Especificacin[1] determinacin del metacentro de 2 cuerpos flotantes con formas de cuaderna distintas [2] 1 forma de cuaderna: cuaderna en forma de V, 1 forma de cuaderna: cuaderna en forma de U [3] para utilizar con el HM 150.06
Datos tcnicosCuaderna en forma de V: LxAnxAl 300x200x140mm Cuaderna en forma de U: LxAnxAl 300x200x100mm Longitud del mstil: 240mm Escala horizontal: 180mm Escala vertical: 240mm Escala de altura del cuerpo flotante: 120mm Escala para escora: +/- 35 Pesos - cuerpo flotante sin peso de apriete: cuaderna en forma de V: 3,6kg, cuaderna en forma de U: 2,5kg - peso de apriete vertical: 550g - peso de apriete horizontal: 193g
Dimensiones y pesosLxAnxAl: cada uno 310x210x300mm Peso: aprox. 7kg en total
N de artculo
070.15039 HM 150.39 Cuerpos Flotantes para HM 150.06
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FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS HIDROSTTICA1
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FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS HIDRODINMICA
17
1
2ghv =
CONOCIMIENTOS BSICOS
La hidrodinmica se encarga del
estudio y descripcin de fluidos en
movimiento. La enseanza de las leyes
de conservacin de masa, energa e
impulso tiene prioridad.
Los fluidos en movimiento poseen
energa cintica. Esta energa puede
convertirse en energa potencial
(presin, altura) vice versa.
Las palabras clave tpicas incluyen:
ecuacin de Bernoulli, ecuacin de
continuidad y conservacin de impulsos.
Para una comprensin sencilla, la
mayora de las veces se suelen consi-
derar estados estacionarios de fluidos
incompresibles.
Otros temas de la hidrodinmica
FUNDAMENTOS DE LA HIDRODINMICA
h salto, distancia entre descarga y nivel de agua,
v velocidad
v velocidad, g aceleracin de gravedad,
h distancia entre descarga y nivel de agua
v velocidad, pstat
presin esttica, pdyn
presin dinmica,
ptotal
presin total
Descarga desde un depsito
La descarga desde un depsito puede considerarse como esta-
cionaria y tambin como no estacionaria. En el caso estaciona-
rio, la altura de llenado y, con ella la anchura del chorro, perma-
necen constantes (p.ej. en una descarga bajo un vertedero). La
velocidad de salida solo depende del salto h y se calcula segn
la frmula de Torricelli.
Presin en un fluido en movimiento
La energa de un fluido en movimiento es deter-
minada por la presin, velocidad y densidad. La
presin total consta de un componente esttico y
uno dinmico. El componente dinmico aumenta
con el cuadrado de la velocidad del flujo. Un
fluido en movimiento puede contener energa
potencial, cintica y de presin. En el caso ideal
se conserva toda la energa. En este caso, los
componentes pueden variar, es decir, p.ej. la
energa de presin puede convertirse en energa
cintica.
Cuando el depsito se vaca durante el proceso de descarga,
hablamos de estado no estacionario.
velocidad, curva de presin esttica
F1 fuerza ejercida por un chorro,
F2 fuerza de reaccin, v
1 velocidad de
chorro, v2 velocidad despus de un
cambio en la direccin
Formacin de vrtices
Los vrtices de producen cuando dentro de un fluido, una
porcin de este fluye ms rpido que las porciones adyacentes.
Se produce as un gradiente de velocidad dentro del fluido. La
energa se disipa en vrtices.
Los vrtices libres (vrtice potencial, p.ej. remolinos) se
producen, p.ej., con la descarga de un depsito. En los vrtices
libres, todas las partculas de fluido se mueven en trayecto-
rias circulares concntricas, sin girar sobre el propio eje de la
partcula. Los vrtices libres se producen solamente por fuerzas
hidrodinmicas.
Los vrtices forzados son rotacionales y se forman debido a
fuerzas externas, p.ej. un agitador.
Tubo de Venturi
En la seccin transversal ms estrecha, la velocidad del fluido
fluyente alcanza su valor mximo (ecuacin de continuidad
A v = const). Bernoulli descubri que una porcin de la energa
de presin es convertida en energa cintica. A mayor velocidad
se produce una cada de presin, de modo que la menor
presin se produce en la seccin transversal ms estrecha.
La ecuacin de Bernoulli indica que la energa de un fluido
incompresible, en movimiento y libre de friccin es constante.
Aplicacin: trompa de agua, carburador, medicin de caudal
Fuerzas ejercidas por un chorro
Cuando se produce un cambio de la
velocidad del flujo, el impulso de un fluido
cambia de magnitud y/o de direccin,
producindose fuerzas que, p.ej., pueden
accionar una turbina Pelton o un vehculo
acutico.
Estas fuerzas se pueden demostrar y medir
fcilmente cuando el chorro choca contra
una pared y se desva.
flujo en tuberas (laminar/ turbulento)
(captulo 1; para mas detalles
consulte la programacin 4)
mtodos de medicin de caudal
(captulo 1; para mas detalles
consulte la programacin 4)
flujo en canales abiertos
(captulo 2)
flujo alrededor de cuerpos
(captulo 1; para mas detalles
consulte la programacin 4)
turbomquinas
(captulo 1; para mas detalles
consulte la programacin 4)
flujo de fluidos compresibles
(programacin 4)
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FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS HIDRODINMICA
19
EQUIPOS DE ENSAYO SOBRE LOS FUNDAMENTOS DE LA HIDRODINMICA
ECUACIN DE CONTINUIDAD, BERNOULLI VISUALIZACIN DE LNEAS DE CORRIENTE
FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO
FUERZAS EJERCIDAS POR UN CHORRODESCARGA POR ORIFICIOS
estudio y verificacin del principio de Bernoulli
registro de la distribucin de presin en el tubo de
Venturi
6 tubos manomtricos para indicar la presin esttica
y 1 tubo manomtrico para indicar la presin total
visualizacin de lneas de corriente con tinta como
contraste
diversos modelos incluidos en el volumen de suministro:
cuerpos de resistencia y modificaciones de la seccin
transversal
influencia de fuentes y sumideros
demostracin de fenmenos de flujo en canales abiertos
flujo incidente y flujo alrededor de distintos vertederos y
cuerpos de resistencia
visualizacin de las lneas de corriente con tinta como
contraste
representacin de flujo laminar y turbulento as como del rea de transicin
determinacin del nmero de Reynolds crtico
visualizacin de los estados de flujo con tinta como contraste
estudio de fuerzas ejercidas por un chorro y demostracin del principio del
momento lineal
4 deflectores de formas diferentes: superficie plana, superficie oblicua,
superficie semicircular, superficie cnica
influencia de flujo msico y desviacin
visualizacin de la trayectoria del chorro de
agua con HM 150.09
estudios del chorro de salida (caudal,
velocidad) con HM 150.12
determinacin del coeficiente de
contraccin en ambos equipos de ensayo
HM 150.07 PRINCIPIO DE BERNOULLI HM 150.10 VISUALIZACIN DE LNEAS DE CORRIENTE
HM 150.21 VISUALIZACIN DE LNEAS DE CORRIENTE EN CANALES ABIERTOS
HM 150.09 DESCARGA HORIZONTAL POR ORIFICIOS
HM 150.12 DESCARGA VERTICAL POR ORIFICIOS
HM 150.18 ENSAYO DE OSBORNE REYNOLDS
HM 150.08 MEDICIN DE LA FUERZA EJERCIDA POR UN CHORRO
1
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21
HM 150.18 Ensayo de Osborne Reynolds
1 depsitos para tinta con tubo de alimentacin, 2 depsito de alimentacin con esferas de vidrio, 3 alimentacin de agua, 4 salida de agua con vlvula de control, 5 seccin de tubo de vidrio, 6 rebosadero
Estados de flujo de izquierda a derecha: flujo laminar, transicin de flujo laminar a turbulento, flujo turbulento
Especificacin[1] visualizacin de flujo laminar y turbulento en el ensayo de Osborne Reynolds [2] agua como medio fluyente y tinta como contraste [3] seccin de tubo vertical de vidrio [4] depsito de agua con esferas de vidrio para amortiguar el flujo [5] caudal de la seccin de tubo ajustable mediante vlvula [6] determinacin de caudal a travs del mdulo bsico HM 150 [7] suministro de agua con ayuda del mdulo bsico HM 150 o a travs de la red del laboratorio
Datos tcnicosDepsito de alimentacin - capacidad: 2200mL Seccin de tubo - longitud: 675mm - dimetro interior: 10mm Depsitos para tinta - capacidad: aprox. 250mL
Dimensiones y pesosLxAnxAl: 400x400x1140mm Peso: aprox. 16kg
Necesario para el funcionamientoHM 150 (circuito de agua cerrado), toma de agua alternativa, desage
Volumen de suministro1 equipo de ensayo 1 bolsa de bolas de vidrio 1L tinta material didctico
N de artculo
070.15018 HM 150.18 Ensayo de Osborne Reynolds
G.U.N.T Gertebau GmbH, Hanskampring 15-17, D-22885 Barsbttel, Tfno +49 (40) 67 08 54-0, Fax +49 (40) 67 08 54-42, E-mail [email protected], Web http://www.gunt.de Nos reservamos el derecho de efectuar modificaciones tcnicas sin previo aviso.
HM 150.18 Ensayo de Osborne Reynolds
* Visualizacin de flujo laminar y turbulento1* Determinacin del nmero de Reynolds crtico1 * Ensayo clsico siguiendo el ejemplo del fsico britnico Osborne Reynolds
Descripcin En el ensayo de Osborne Reynolds se representan el
flujo laminar y turbulento. Aqu se puede observar, apartir de una velocidad lmite, la transicin de flujolaminar a turbulento. Para evaluar si un flujo eslaminar o turbulento se utiliza el nmero de Reynolds. Con el HM 150.18 se representan en color las lneas
aerodinmicas en el flujo laminar o turbulento conayuda de un contraste introducido (tinta). A partir delos resultados del ensayo se determina el nmero deReynolds crtico. El equipo de ensayo consta de una seccin de tubo
transparente por la cual fluye el agua con unaalimentacin de flujo optimizada. A travs de unavlvula puede ajustarse el caudal en la seccin detubo. La tinta se introduce en el agua que fluye. Unacapa de esferas de vidrio en el depsito dealimentacin se encarga de que el flujo sea uniforme ycon escasas turbulencias. El equipo de ensayo se coloca de forma sencilla y
segura sobre la superficie de trabajo del mdulobsico HM 150. El suministro de agua y la medicinde caudal se realizan a travs del HM 150. Comoalternativa, el equipo de ensayo tambin se puedeconectar a la red del laboratorio. El material didctico, bien estructurado, representa
los fundamentos y gua paso a paso por los distintosensayos.
Contenido didctico / Ensayos- visualizacin del flujo laminar - visualizacin del rea de transicin - visualizacin del flujo turbulento - determinacin del nmero de Reynolds crtico
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FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS HIDRODINMICA1
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HM 150.07 Principio de Bernoulli
1 esquema, 2 tubos manomtricos (presiones estticas), 3 alimentacin de agua, 4 vlvula para alimentacin de agua, 5 tubo de Venturi, 6 salida de agua, 7 vlvula
para salida de agua, 8 tubo de Pitot, 9 tubo manomtrico (presin total)
Medicin de las presiones en un tubo de Venturi1 tubos manomtricos para indicar las presiones estticas, 2 tubo de Venturi con puntos de medicin, 3 tubo de Pitot para medir la presin total,
desplazable axialmente
Desarrollo de presin en el tubo de Venturi: azul: presin total, rojo: presin esttica, verde: presin dinmica; x puntos de medicin de presin, p presin, dp prdida de carga debido a la friccin
Especificacin[1] familiarizacin con el principio de Bernoulli[2] tubo de Venturi con placa frontal transparente y puntos de medicin para la medicin de presiones estticas[3] tubo de Pitot desplazable axialmente para determinar la presin total en distintos puntos del tubo de Venturi[4] 6 tubos manomtricos para indicar las presiones estticas[5] 1 tubo manomtrico para indicar la presin total[6] determinacin de caudal a travs del mdulo bsico HM 150[7] suministro de agua con ayuda del mdulo bsico HM 150 o a travs de la red del laboratorio
Datos tcnicosTubo de Venturi- A: 84...338mm- ngulo en la entrada: 10,5- ngulo en la salida: 4Tubo de Pitot- rea desplazable: 0...200mm- dimetro: 4mm Tubos y conectores de tubos: PVC
Rangos de medicin- presin esttica: 0...290mmCA- presin total: 0...370mmCA
Dimensiones y pesosLxAnxAl: 1100x680x900mmPeso: aprox. 28kg
Necesario para el funcionamientoHM 150 (circuito de agua cerrado), toma de agua alternativa, desage
Volumen de suministro1 equipo de ensayomaterial didctico
N de artculo
070.15007 HM 150.07 Principio de Bernoulli
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HM 150.07 Principio de Bernoulli
* Estudio y verificacin del principio de Bernoulli1* Presiones estticas y distribucin de la presin total a lo largo del tubo de Venturi1* Determinacin del coeficiente de caudal en distintos caudales
Descripcin El principio de Bernoulli describe la relacin entre la velocidad de flujo de un fluido y su presin. Por tanto, un aumento de la velocidad en un fluido de fluidos provoca una cada de presin y vice versa. La presin total del fluido permanece constante. La ecuacin de Bernoulli se denomina tambin ley de conservacin de la energa del flujo. Con el equipo de ensayo HM 150.07 se demuestra el principio de Bernoulli determinando las presiones en un tubo de Venturi. El equipo de ensayo contiene una seccin de tubo con un tubo de Venturi transparente y un tubo de Pitot mvil para medir la presin total. El tubo de Pitot se encuentra dentro del tubo de Venturi y es desplazado axialmente dentro de este. Gracias a la placa frontal transparente del tubo de Venturi, puede observarse la posicin del tubo de Pitot. El tubo de Venturi posee puntos de medicin para determinar las presiones estticas. Las presiones de muestran en los 6 tubos manomtricos. La presin total se mide con el tubo de Pitot y se indica en 1 tubo manomtrico adicional. El equipo de ensayo se coloca de forma sencilla y segura sobre la superficie de trabajo del mdulo bsico HM 150. El suministro de agua y la medicin de caudal se realizan a travs del HM 150. Como alternativa, el equipo de ensayo tambin se puede conectar a la red del laboratorio. El material didctico, bien estructurado, representa los fundamentos y gua paso a paso por los distintos ensayos.
Contenido didctico / Ensayos- conversin de energa en un flujo de tubo divergente / convergente- registro del desarrollo de presin en el tubo de Venturi- determinacin del desarrollo de la velocidad en el tubo de Venturi- determinacin del coeficiente de caudal- deteccin de efectos de friccin
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HM 150.08 Medicin de la Fuerza Ejercida por un Chorro
1 peso, 2 deflector, 3 tobera, 4 alimentacin de agua, 5 desage, 6 depsito, 7 sistema de palanca
Medicin de las fuerzas ejercidas por un chorro a travs de la balanza con contrapeso 1 sistema de palanca, 2 chorro de agua desviado, 3 deflector con superficie cnica; F1 fuerza ejercida por un chorro, F2 peso
Distribucin de las velocidades v y fuerzas F en deflectores 1 deflector con superficie plana, 2 deflector con superficie semicircular, 3 deflector con superficie oblicua, 4 deflector con superficie cnica
Especificacin[1] estudio de las fuerzas ejercidas por un chorro y demostracin del principio del momento lineal [2] depsitos de material transparente para observar los ensayos [3] tobera para generar el chorro de agua [4] fuerza ejercida por un chorro ajustable mediante caudal [5] 4 deflectores de formas diferentes: superficie plana, superficie oblicua, superficie semicircular, superficie cnica [6] medicin de las fuerzas ejercidas por un chorro a travs de la balanza con contrapeso [7] determinacin de caudal a travs del mdulo bsico HM 150 [8] suministro de agua con ayuda del mdulo bsico HM 150 o a travs del suministro del laboratorio
Datos tcnicosDepsito - dimetro interior: 200mm - altura: 340mm Tobera - dimetro: 10mm Deflectores - superficie plana: 90 - superficie oblicua: 45/135 - superficie semicircular: 180 - superficie cnica: 135 Pesos - 4x 0,2N - 3x 0,3N - 2x 1N - 2x 2N - 2x 5N
Dimensiones y pesosLxAnxAl: 400x400x880mm Peso: aprox. 23kg
Necesario para el funcionamientoHM 150 (circuito de agua cerrado), toma de agua alternativa, desage
Volumen de suministro1 equipo de ensayo 1 juego de pesos 4 deflectores material didctico
N de artculo
070.15008 HM 150.08 Medicin de la Fuerza Ejercida por un Chorro
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HM 150.08 Medicin de la Fuerza Ejercida por un Chorro
* Estudio de las fuerzas ejercidas por un chorro en deflectores1 * Demostracin del principio del momento lineal1 * 4 deflectores intercambiables con distintos ngulos de desviacin
Descripcin Cuando un fluido en movimiento acelera, decelera o
cambia de direccin se produce un cambio en suvector velocidad y, por tanto, en su impulso. Loscambios del impulso resultan en fuerzas. En la prctica, las fuerzas del impulso se utilizan
para convertir la energa del flujo en trabajo tcnico,p.ej., en turbinas Pelton. En el HM 150.08 se generan y estudian fuerzas
ejercidas por un chorro con ayuda de un chorro deagua que se desva al chocar contra un deflectorintercambiable. El equipo de ensayo contiene un depsito
transparente, una tobera, cuatro deflectoresintercambiables con ngulos de desviacin diferentesy una balanza con contrapeso. La fuerza del chorro deagua se ajusta mediante el caudal. Los ensayos estudian la influencia de la velocidad
del flujo y del caudal, as como los distintos ngulosde desviacin. Las fuerzas ejercidas por un chorroproducidas por el chorro de agua se determinan en labalanza con contrapeso. Con ayuda del principio delmomento lineal se calculan las fuerzas y se comparancon las mediciones. El equipo de ensayo se coloca de forma sencilla y
segura sobre la superficie de trabajo del mdulobsico HM 150. El suministro de agua y la medicindel caudal se realizan a travs del HM 150. Comoalternativa, el equipo de ensayo tambin se puedeconectar a la red del laboratorio. El material didctico, bien estructurado, representa
los fundamentos y gua paso a paso por los distintosensayos.
Contenido didctico / Ensayos- demostracin del principio del momento lineal - estudio de la fuerza ejercida por un chorro - influencia del caudal y la velocidad de flujo - influencia de distintos ngulos de desviacin
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HM 150.21 Visualizacin de Lneas de Corriente en Canales Abiertos
1 rebosadero ajustable, 2 depsito, 3 escala, 4 alimentacin de agua del HM 150, 5 vertedero en la salida de agua, 6 cuerpo de resistencia, 7 canal de ensayo, 8 rectificador de flujo, 9 distribuidor de contraste, 10 compuerta de esclusa a la entrada de agua del canal de ensayo, 11 depsito para contraste
1 flujo incidente en vertedero de cresta ancha, 2 flujo alrededor de un cuerpo fuselado
Cuerpos de resistencia y vertederos suministrados 1 vertedero de cresta delgada, 2 vertedero de cresta ancha, 3 cilindro, 4 cuerpo fuselado, 5 perfil de labe distribuidor
Especificacin[1] visualizacin de lneas de corriente en el flujo incidente y flujo alrededor de distintos vertederos y cuerpos de resistencia [2] canal de ensayo transparente [3] flujo incidente demostrado en 2 vertederos [4] flujo alrededor demostrado en 4 cuerpos de resistencia distintos [5] contraste: tinta [6] distribuidor para contraste con 7 toberas [7] nivel de agua ajustable en el canal de ensayo mediante una compuerta de esclusa a la entrada de agua y un vertedero en la salida de agua [8] rectificador de flujo para una entrada de agua uniforme y sin vrtices [9] suministro de agua con ayuda del mdulo bsico HM 150 o a travs del suministro del laboratorio
Datos tcnicosCanal de ensayo - LxAnxAl: 625x20x150mm Contraste: tinta Inyeccin del contraste - 7 toberas Depsito para agua: 12,5L Depsito para tinta: 200mL Cuerpos de resistencia - cilindro pequeo, dimetro: 35mm - cilindro grande, dimetro: 60mm - cuerpo fuselado - perfil de labe distribuidor Vertederos - vertedero de cresta ancha - vertedero de cresta delgada
Dimensiones y pesosLxAnxAl: 895x640x890mm Peso: aprox. 24kg
Necesario para el funcionamientoHM 150 (circuito de agua cerrado), toma de agua alternativa, desage
Volumen de suministro1 canal de ensayo 1 juego de cuerpos de resistencia y vertederos 1L de tinta 1 juego de herramientas material didctico
N de artculo
070.15021 HM 150.21 Visualizacin de Lneas de Corriente en Canales Abiertos
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HM 150.21 Visualizacin de Lneas de Corriente en Canales Abiertos
* Flujo alrededor de distintos cuerpos de resistencia1 * Flujo incidente de distintos tipos de vertederos1 * Tinta como contraste para visualizar las lneas de corriente
Descripcin Con el HM 150.21 se pueden visualizar flujos alrededor de cuerpos deresistencia y fenmenos del flujo en canales abiertos. En el canal de ensayo se puede fijar un cuerpo de resistencia o unvertedero. Con ayuda del contraste inyectado se visualizan las lneas decorriente. El canal de ensayo es de material transparente para poderobservar con claridad las lneas de corriente y la formacin de vrtices.El nivel de agua en el canal de ensayo se puede ajustar mediante unacompuerta de esclusa a la entrada y a travs de un vertedero a la salida. Hay dos vertederos disponibles para los ensayos y cuatro cuerpos deresistencia diferentes. Un rectificador de flujo se ocupa de mantener unflujo del agua uniforme y libre de vrtices. El equipo de ensayo se coloca de forma sencilla y segura sobre lasuperficie de trabajo del mdulo bsico HM 150. El suministro de aguase realiza a travs del HM 150. Como alternativa, el equipo de ensayotambin se puede conectar a la red del laboratorio. El material didctico, bien estructurado, representa los fundamentos ygua paso a paso por los distintos ensayos.
Contenido didctico / Ensayos- influencia de vertederos de distintas formas en el flujo - visualizacin de las lneas de corriente en el flujo incidente de vertederos - visualizacin de las lneas de corriente en el flujo alrededor de distintos cuerpos de resistencia
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FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS HIDRODINMICA1
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HM 150.10 Visualizacin de Lneas de Corriente
1 depsito para contraste, 2 orificios para inyectar el contraste, 3 cuerpo de resistencia, 4 rea de ensayos, 5 vlvulas para sumideros, 6 salida de agua, 7 orificios para fuentes y sumideros, 8 alimentacin de agua, 9 vlvulas para fuentes
Modelos suministrados coche, tringulo, cuadrado, 2 tringulos para modificacin de la seccin transversal, 2 semicrculos, gota, cuerpo fuselado, perfil de labe director
Especificacin[1] visualizacin de lneas de corriente [2] agua como lquido de trabajo y tinta como contraste [3] placa de vidrio superior plegable para el cambio de modelos [4] placa de vidrio inferior con tomas de agua para la generacin de fuentes/sumideros [5] fuentes/sumideros combinables libremente [6] cuerpos de resistencia y cambios en la seccin transversal de paso [7] plancha de goma para crear modelos propios [8] velocidad de flujo, alimentacin y salida de agua en fuentes/sumideros, as como dosificacin del contraste ajustables mediante vlvulas [9] suministro de agua con ayuda del mdulo bsico HM 150 o a travs del suministro del laboratorio
Datos tcnicosLa cmara de flujo contiene 2 placas de vidrio - distancia entre las placas: 2mm - placa de vidrio inferior con 4 tomas de agua para fuentes/sumideros - tamaos de la rea de ensayos LxAn: 400x280mm 10 cuerpos de resistencia y modificaciones de la seccin transversal Plancha de goma para modelos propios - LxAl 300x400mm - grosor: 2mm Inyeccin del contraste (tinta) - 15 orificios Depsito para contraste: 200mL
Dimensiones y pesosLxAnxAl: 640x520x485mm Peso: aprox. 22kg
Necesario para el funcionamientoHM 150 (circuito de agua cerrado), toma de agua alternativa, desage
Volumen de suministro1 equipo de ensayo 1 juego de modelos 1 plancha de goma 2 botellas de tinta de 30mL 1 juego de mangueras de agua material didctico
N de artculo
070.15010 HM 150.10 Visualizacin de Lneas de Corriente
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HM 150.10 Visualizacin de Lneas de Corriente
* Visualizacin de lneas de corriente1* Tinta como contraste1 * Diversos modelos incluidos en el volumen de suministro: cuerpos de resistencia y cambios en la seccin transversal de paso1 * Fuentes y sumideros, individuales o en combinacin
Descripcin El flujo laminar bidimensional en el HM 150.10 es una buenaaproximacin al flujo de fluidos ideales, el flujo potencial. Con el HM 150.10 se visualizan campos de lneas de corriente en elflujo alrededor de cuerpos de resistencia y en el flujo de paso demodificaciones de la seccin transversal. Con ayuda de un contrasteinyectado (tinta), las lneas de corriente son representadas en color. Pormedio de las cuatro tomas de agua, que se encuentran en la placa devidrio inferior, se generan fuentes y sumideros. Las lneas de corrienteen el flujo alrededor o en el flujo de paso se pueden observar claramentea travs de la placa de vidrio. El caudal de agua y la cantidad del contraste inyectado se puedenajustar por medio de vlvulas. Las tomas de agua tambin son activadasmediante vlvulas y se pueden combinar libremente. Pueden crearsemodelos propios con la plancha de goma incluida en el volumen desuministro. El equipo de ensayo se coloca de forma sencilla y segura sobre lasuperficie de trabajo del mdulo bsico HM 150. El suministro de aguase realiza a travs del HM 150. Como alternativa, el equipo de ensayotambin se puede conectar a la red del laboratorio. El material didctico, bien estructurado, representa los fundamentos ygua paso a paso por los distintos ensayos.
Contenido didctico / Ensayos- visualizacin de lneas de corriente durante * flujo alrededor de cuerpos de resistencia * flujo de paso a travs de un cambio de seccin transversal - influencia de fuentes y sumideros
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FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS HIDRODINMICA1
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HM 150.09 Descarga Horizontal por Orificios
1 depsito con rebosadero ajustable, 2 alimentacin de agua, 3 rebosadero de agua, 4 salida de agua, 5 dispositivo palpador para el chorro de agua
Trayectoria del chorro de salida medida (azul) y calculada; terica (rojo)
Insertos intercambiables para estudiar los distintos orificios 1 depsito, 2 inserto; arriba: salida del depsito a travs de contorno cuadrado, abajo: salida del depsito a travs de contorno redondeado
Especificacin[1] estudio de descargas horizontales por orificios [2] determinacin del coeficiente de descarga para distintos contornos y dimetros [3] depsito con rebosadero ajustable y escala [4] 4 insertos intercambiables con distintos dimetros y contornos [5] dispositivo palpador con 8 varillas mviles para visualizar el perfil del chorro [6] panel blanco para trazar la trayectoria [7] determinacin de caudal a travs del mdulo bsico HM 150 [8] suministro de agua con ayuda del mdulo bsico HM 150 o a travs del suministro del laboratorio
Datos tcnicosDepsito - altura: 510mm - dimetro: 190mm - capacidad: aprox. 13,5L Insertos con contorno redondeado - 1x dimetro: 4mm - 1x dimetro: 8mm Insertos con contorno cuadrado - 1x dimetro: 4mm - 1x dimetro: 8mm Dispositivo palpador, 8 varillas mviles - longitud: 350mm
Dimensiones y pesosLxAnxAl: 865x640x590mm Peso: aprox. 27kg
Necesario para el funcionamientoHM 150 (circuito de agua cerrado), toma de agua alternativa, desage
Volumen de suministro1 equipo de ensayo 4 insertos material didctico
N de artculo
070.15009 HM 150.09 Descarga Horizontal por Orificios
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HM 150.09 Descarga Horizontal por Orificios
* Visualizacin de la trayectoria del chorro de salida1* Estudio de orificios con dimetros y contornos diferentes1 * Determinacin del coeficiente de descarga
Descripcin La hidrodinmica permite estudiar la relacin entre la trayectoriaparablica, el contorno de salida y la velocidad de salida en la descargahorizontal de orificios. Estas consideraciones tienen aplicacin prcticaen la ingeniera hidrulica, p.ej., al disear desages de fondo envertederos. Con el HM 150.09 se estudia y visualiza el perfil de un chorro de agua.Adems, puede determinarse el coeficiente de descarga comocaracterstica de los distintos contornos. El equipo de ensayo contiene un depsito transparente, un dispositivopalpador, as como un panel para visualizar los cursos del chorro. Paraestudiar distintos orificios se instala un inserto intercambiable en lasalida de agua del depsito. En el volumen de suministro se incluyencuatro insertos con dimetros y contornos diferentes. Al visualizar la trayectoria se registra el chorro de agua saliente atravs de un dispositivo palpador, que consta de varillas mviles. Lasvarillas se colocan en funcin del perfil del chorro de agua. De ah seobtiene una trayectoria que se transmite al panel. El depsito contiene un rebosadero ajustable y una escala. De estemodo, es posible un ajuste y una lectura precisos del nivel. El equipo deensayo se coloca de forma sencilla y segura sobre la superficie detrabajo del mdulo bsico HM 150. El suministro de agua y la medicindel caudal se realizan a travs del HM 150. Como alternativa, el equipode ensayo tambin se puede conectar a la red del laboratorio. El material didctico, bien estructurado, representa los fundamentos ygua paso a paso por los distintos ensayos.
Contenido didctico / Ensayos- registro de trayectoria del chorro de agua en velocidades de salida distintas - estudio de la influencia del nivel del depsito en la velocidad de salida - determinacin del coeficiente de descarga para distintos contornos y dimetros - comparacin de velocidad de salida real y terica
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1 FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS DESCARGA
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HM 150.12 Descarga Vertical por Orificios
1 colador de alimentacin, 2 toma de agua, 3 rebosadero, 4 dos tubos manomtricos, 5 tubo de Pitot, 6 chorro de agua, 7 instrumento de medicin para dimetro del chorro
Medicin de las presiones 1 presin total en el chorro libre, 2 presin esttica en el depsito, 3 tubo de Pitot; dh prdida al convertir presin en velocidad
Insertos intercambiables para estudiar los distintos perfiles de entrada y salida; 1 depsito, 2 inserto con orificio cilndrico, 3 inserto con salida esfrica, 4 inserto con diafragma a la entrada, 5 inserto con entrada esfrica, 6 inserto con entrada redondeada
Especificacin[1] estudio de prdidas de carga con descargas verticales por orificios [2] determinacin del coeficiente de descarga para distintos perfiles y dimetros [3] depsito con rebosadero ajustable [4] 5 insertos intercambiables con distintos perfiles [5] instrumento de medicin para determinar el dimetro del chorro [6] tubo de Pitot para determinar la presin total [7] indicador de presin en los 2 tubos manomtricos [8] determinacin de caudal a travs del mdulo bsico HM 150 [9] suministro de agua con ayuda del mdulo bsico HM 150 o a travs de la red del laboratorio
Datos tcnicosDepsito - capacidad: aprox. 13L - altura de rebose: mx. 400mm - caudal mx.: 14L/min Insertos Dimetro interior: d1=entrada, d2=salida - 1x orificio cilndrico, d1= d2=12mm
- 1x salida del inserto: esfera d1=24mm, d2=12mm
- 1x entrada en el inserto: diafragma d1=24mm, d2=12mm
- 1x entrada en el inserto: esfera d1=30mm, d2=12mm
- 1x entrada en el inserto: redondeada d1= d2=12mm
Rangos de medicin - presin: 500mmCA - radio del chorro: 0...10mm
Dimensiones y pesosLxAnxAl: 400x400x830mm Peso: aprox. 18kg
Necesario para el funcionamientoHM 150 (circuito de agua cerrado), toma de agua alternativa, desage
Volumen de suministro1 equipo de ensayo 5 insertos 1 juego de mangueras material didctico
N de artculo
070.15012 HM 150.12 Descarga Vertical por Orificios
G.U.N.T Gertebau GmbH, Hanskampring 15-17, D-22885 Barsbttel, Tfno +49 (40) 67 08 54-0, Fax +49 (40) 67 08 54-42, E-mail [email protected], Web http://www.gunt.de Nos reservamos el derecho de efectuar modificaciones tcnicas sin previo aviso.
HM 150.12 Descarga Vertical por Orificios
* Determinacin del dimetro y la velocidad del chorro de salida1 * Estudio de orificios con perfiles de entrada y salida diferentes1 * Determinacin del coeficiente de descarga
Descripcin Las prdidas de carga en la descarga son causadas
fundamentalmente por dos procesos: la desviacin delchorro a la entrada del orificio y la friccin de la pareddel orificio. Las prdidas de carga provocan que elcaudal volumtrico que fluye hacia fuera sea menorque el caudal terico posible. Con el HM 150.12 se determinan las prdidas con
caudales diferentes. Los distintos caudales, as comolos perfiles de entrada y salida de los orificios puedenser estudiados. Adems, puede determinarse elcoeficiente de descarga como caracterstica de losdistintos perfiles. El equipo de ensayo posee un depsito transparente,
un instrumento de medicin, as como un tubo de Pitoty dos tubos manomtricos. Para estudiar distintosorificios se instala un inserto intercambiable en lasalida del agua del depsito. En el volumen desuministro se incluyen cinco insertos con dimetros yperfiles de entrada y salida distintos. El chorro de agua saliente se mide con ayuda de un
instrumento de medicin. Un tubo de Pitot registra lapresin total del flujo. La diferencia de presin, ledaen el manmetro, sirve para determinar la velocidad. El depsito est equipado con un rebosadero
ajustable y un punto de medicin para presinesttica. De este modo puede ajustarse el nivel deforma precisa y leerse en el manmetro. El equipo deensayo se coloca de forma sencilla y segura sobre lasuperficie de trabajo del mdulo bsico HM 150. Elsuministro de agua y la medicin de caudal se realizana travs del HM 150. Como alternativa, el equipo deensayo tambin se puede conectar a la red dellaboratorio. El material didctico, bien estructurado, representa
los fundamentos y gua paso a paso por los distintosensayos.
Contenido didctico / Ensayos- exmenes en el chorro de salida (dimetro, velocidad) - determinacin de prdidas de carga y coeficiente de descarga para distintos perfiles de salida - determinacin del caudal con distintas alturas de descarga
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1 FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS DESCARGA
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FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS FLUJO EN TUBERAS
35
FLUJO ESTACIONARIO DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES
PROCESOS DE DESCARGA
FLUJO EN VLVULAS
FLUJO EN CANALES ABIERTOSDp
Q
Dp
FluidoEn la mecnica de fluidos se estudian
fuerzas y movimientos de lquidos y
gases. Ambos medios son continuos,
cuyos elementos se pueden
desplazar de manera continua unos
contra otros. Estos se agrupan bajo
el trmino fluido.
Flujo incompresibleLos lquidos son incompresibles.
En numerosas aplicaciones de la
mecnica de fluidos, tambin
se asume la incompresibilidad
para gases si la velocidad de flujo
permanece por debajo de Mach 0,3.
En base al aire de 20C, este valor
lmite corresponde a una velocidad
de aprox. 100 m/s y el cambio de
densidad asciende aprox. al 4%.
Por tanto, es posible, en gran
medida, tratar flujos de lquido y
gas con fundamentos comunes en la
mecnica de fluidos.
Para el rea de flujo estacionario de fluidos incompre-
sibles hemos presentado contenidos didcticos como se
suelen encontrar en la literatura especializada en todo el
mundo. Por ello, podemos referirnos a ellos como conte-
nidos didcticos estndar. Sin embargo, las variaciones
en ciertas secciones son posibles. Por tanto, uno puede
decidir si desea, p.ej., tratar la medicin prctica del
caudal en este punto.
GUNT le ofrece un programa con el que puede desarro-
llar experimentalmente todos los contenidos didcticos
presentados en ensayos de laboratorio educativos.
Flujo estacionario e no estacionarioFlujo estacionario: la velocidad de
una partcula de fluido cambia con la
posicin: v = f(s).
Flujo no estacionario: la velocidad
de una partcula de fluido cambia con
el tiempo y la posicin: v = f(s,t)
Los flujos no estacionarios se
producen durante procesos de
descarga, procesos de arranque y
parada de turbomquinas o durante
vibraciones de fluido y procesos de
golpe de ariete.
FLUJO EN SISTEMAS DE TUBERAS
CAVITACIN
Perfil de velocidad en un flujo totalmente desarrollado
laminar (izquierda)
turbulento (derecha)
Efectos de cavitacin en sistemas de tuberas: formacin
y consecuencias
Descarga de depsitos
influencia de la seccin transversal de descarga y
forma de la seccin transversal del chorro
descarga vertical / descarga horizontal
Especial nfasis en las aplicaciones prcticas
formas constructivas
caractersticas de la vlvula
valores Kvs
flujo subcrtico y supercrtico
estructuras de control
mtodo de medicin de descarga
Prdidas de carga en tuberas rectas
Prdidas de carga en elementos de tuberas
expansin / contraccin / cambio de direccin
codo de tubera
codo en segmentos / ngulo de tubera
Prdidas en sistemas de tuberas de una y de
varias lneas
Metrologa de caudal: representacin del procedimiento
de medicin habitual en la prctica
CONTENIDOS DIDCTICOS
CONTENIDOS DIDCTICOS
1 ngulo de tubera2 codo en segmentos3 codo de tubera4 contraccin
Dp presin diferencial
Dp presin diferencial
Q caudal volumtrico
1 se forma una burbuja de vapor,
2 la burbuja de vapor colapsa,
3 el chorro de agua choca con la superficie y provoca la destruccin de material
h salto
v velocidad
1
Estos temas se tratan en un captulo separado.
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37
HM 150.01 Friccin de Tubo en un Flujo Laminar / Turbulento
1 depsito con rebosadero, 2 manmetro de aguja, 3 seccin de tubo, 4 alimentacin de agua, 5 puntos de medicin de presin, 6 salida de agua, 7 2 tubos manomtricos
Representacin del flujo laminar y turbulento en el tubo arriba: flujo laminar, abajo: flujo turbulento; azul: flujo, rojo: perfil de velocidad
Prdidas de carga en funcin de la velocidad en un flujo de tubo 1 flujo laminar, 2 transicin de laminar a turbulento, 3 flujo turbulento; h prdida de carga, v velocidad
Especificacin[1] estudio de la friccin de tubo en flujo laminar o turbulento [2] el depsito transparente con rebosadero garantiza una presin constante de la entrada del agua en la seccin de tubo para ensayos con flujo laminar [3] alimentacin de agua a travs del HM 150 o a travs de la red del laboratorio con flujo turbulento [4] ajuste del caudal mediante vlvulas [5] 2 tubos manomtricos para mediciones con flujo laminar [6] manmetro de aguja para mediciones con flujo turbulento [7] determinacin de caudal a travs del mdulo bsico HM 150 [8] suministro de agua con ayuda del mdulo bsico HM 150 o a travs de la red del laboratorio
Datos tcnicosSeccin de tubo - longitud: 400mm - dimetro interior: 3mm Depsito: 5L Rangos de medicin - presin diferencial (2 tubos manomtricos): 2x 370mmCA - presin diferencial (manmetro de aguja): 0...0,4bar
Dimensiones y pesosLxAnxAl: 850x680x930mm Peso: aprox. 23kg
Necesario para el funcionamientoHM 150 (circuito cerrado de agua) o toma de agua, desage
Volumen de suministro1 equipo de ensayo material didctico
N de artculo
070.15001 HM 150.01 Friccin de Tubo en un Flujo Laminar / Turbulento
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HM 150.01 Friccin de Tubo en un Flujo Laminar / Turbulento
* Prdidas por friccin de tubo en un flujo laminar y turbulento1 * Determinacin del nmero de Reynolds crtico
Descripcin Cuando el flujo pasa por las tuberas se producen
prdidas de carga como consecuencia de la friccininterna y la friccin entre el fluido y la pared. Alcalcular las prdidas de carga se requiere el factor defriccin del tubo, un parmetro adimensional. Ladeterminacin del factor de friccin del tubo se realizacon ayuda del nmero de Reynolds, que describe larelacin entre las fuerzas inerciales y las fuerzas defriccin. El HM 150.01 permite estudiar la relacin entre la
prdida de carga como consecuencia de la friccin enfluidos y la velocidad en el flujo del tubo, adems sedeterminar el factor de friccin del tubo. El equipo de ensayo posee una seccin de tubo de
pequeo dimetro en el que se genera un flujo laminaro turbulento. A partir del caudal y la prdida de cargase determina el nmero de Reynolds y el factor defriccin del tubo. Con el flujo turbulento, la tubera esalimentada directamente desde la alimentacin deagua; con el flujo laminar, un tubo vertical en elrebosadero se encarga de la presin inicial constantenecesaria. El caudal puede regularse por medio devlvulas. Las presiones en el flujo laminar son registradas con
2 tubos manomtricos. La presin en el flujoturbulento es leda en un manmetro de aguja. El equipo de ensayo se coloca de forma sencilla y
segura sobre la superficie de trabajo del mdulobsico HM 150. El suministro de agua y la medicinde caudal se realizan a travs del HM 150. Comoalternativa, el equipo de ensayo tambin se puedeconectar a la red del laboratorio. El material didctico, bien estructurado, representa
los fundamentos y gua paso a paso por los distintosensayos.
Contenido didctico / Ensayos- mediciones de la prdida de carga en el flujo laminar - mediciones de la prdida de carga en el flujo turbulento - determinacin del nmero de Reynolds crtico - determinacin del factor de friccin del tubo - comparacin del factor de friccin del tubo real con el factor de friccin del tubo terico
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1 FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS FLUJO EN TUBERAS
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HM 150.11 Prdidas de Carga en el Sistema de Tuberas
1 2 tubos manomtricos, 2 secciones de tubo diversos, 3 seccin de tubo para robinetera/dispositivos deprimgenos intercambiables, 4 cmara anular, 5 grifo de bola para cerrar la seccin de tubo
Robinetera de cierre y dispositivos deprimgenos para determinar el caudal; 1 vlvula de compuerta, 2 vlvula de asiento inclinado, 3 tubo de Venturi, 4 orificio de medicin o tobera de medicin
Caractersticas de las aberturas de la robinetera de cierre: Q caudal, x abertura, azul: vlvula de asiento inclinado, verde: vlvula de compuerta; 1 vlvula de asiento inclinado, 2 vlvula de compuerta
Especificacin[1] estudio de prdidas de carga en piezas de conexin de tuberas y robinetera [2] distintos dispositivos deprimgenos para determinar el caudal segn el mtodo de presin diferencial [3] 6 secciones de tubo, que se pueden cerrar individualmente, con distintos elementos de tuberas: contraccin sbita, expansin sbita, piezas en Y, piezas en T, ngulos y codos [4] una seccin de tubo para instalar robinetera / dispositivos deprimgenos intercambiables [5] objetos de medicin fabricados con material transparente: tubo de Venturi, orificio de medicin y tobera de medicin [6] robinetera: vlvula de asiento inclinado, vlvula de compuerta [7] las cmaras anulares permiten una medicin altamente precisa de la presin [8] 2x 2 tubos manomtricos para la medicin de la diferencia de presin [9] determinacin de caudal a travs del mdulo bsico HM 150 [10] suministro de agua con ayuda del mdulo bsico HM 150 o a travs de la red del laboratorio
Datos tcnicosSeccin de tubo para instalar robinetera y/o objetos de medicin - 20x1,5mm, PVC Secciones de tubo, PVC Dimetro, interior: d - recto: d=20x1,5mm, longitud: 800mm - estrechamiento discontinuo: d=32x1,8-20x1,5mm - ensanche discontinuo: d=20x1,5-32x1,8mm - con 2x piezas en Y de 45 y 2x piezas en T - con 2x ngulos/codos de 90: d=20x1,5mm y 2x ngulos de 45: d=20x1,5mm 2x 2 tubos manomtricos: 0...1000mmCA Rango de medicin: - presin: 0...0,1bar
Dimensiones y pesosLxAnxAl: 1550x640x1300mm Peso: aprox. 58kg
Necesario para el funcionamientoHM 150 (circuito cerrado de agua) o toma de agua, desage
Volumen de suministro1 equipo de ensayo, 2 robineteras de cierre (vlvula de asiento inclinado, vlvula de compuerta) 1 tubo de Venturi, 1 orificio de medicin o tobera de medicin, 1 juego de mangueras, 1 juego de herramientas, material didctico
N de artculo
070.15011 HM 150.11 Prdidas de Carge en el Sistema de Tuberas
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HM 150.11 Prdidas de Carga en el Sistema de Tuberas
* Prdidas de carga en el sistema de tuberas1* Medicin de presin precisa mediante cmaras anulares1 * Dispositivos deprimgenos transparentes para determinar el caudal
Descripcin En el flujo de fluidos reales se producen prdidas de carga debido a lafriccin y la turbulencia (remolinos). Las prdidas de carga en tuberas,piezas de conexin de tuberas, robinetera y dispositivos deprimgenos(p.ej. caudalmetros, taqumetros) provocan prdidas de carga y debentenerse en cuenta, por tanto, al disear sistemas de tuberas. Con el HM 150.11, se estudian las prdidas de carga en tuberas,elementos de tuberas y elementos de cierre. Adems se presenta elmtodo de presin diferencial para la medicin de caudal. El equipo de ensayo contiene seis secciones de tubo diferentes, que sepueden cerrar individualmente. Las secciones de tubo estn equipadascon elementos de tuberas como codos, ngulos o ramificaciones. Enuna seccin de tubo pueden instalarse diferentes robineteras ydispositivos deprimgenos para determinar el caudal. Los dispositivosdeprimgenos estn hechos con material transparente para podervisualizar bien la estructura interior. Los puntos de medicin de presinen el sistema de tuberas estn construidos como cmaras anulares. Deeste modo se logra una medicin de la presin precisa. En los ensayos se miden las prdidas de carga en las tuberas y loselementos de tuberas, p.ej., bifurcaciones y codos. En los elementos decierre se registran adems las caractersticas de las aberturas. Laspresiones se registran con 2 tubos manomtricos. El equipo de ensayo se coloca de forma sencilla y segura sobrela superficie de trabajo del mdulo bsico HM 150. El suministro de agua
y la medicin de caudal se realizan a travs del HM 150. Como alternativa, el equipo de ensayo tambin se puede conectar a la red del laboratorio. El material didctico, bien estructurado, representa
los fundamentos y gua paso a paso por los distintos ensayos.
Contenido didctico / Ensayos- estudio de prdidas de carga en tuberas, piezas de conexin de tuberas y robinetera - influencia de la velocidad de flujo en la prdida de presin - determinacin de coeficientes de resistencia - caractersticas de las aberturas de la vlvula de asiento inclinado y la vlvula de compuerta - familiarizacin con distintos dispositivos deprimgenos para determinar el caudal: * tubo de Venturi * orificio de medicin, tobera de medicin
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1 FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS FLUJO EN TUBERAS
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HM 164 Flujo en Canales Abiertos y Cerrados
1 compuerta plana deslizante, 2 alimentacin de agua, 3 ajuste de altura del umbral, 4 depsito de reserva, 5 presa-vertedero de perfil Ogee instalado en el canal de ensayo, 6 lmite superior, 7 salida de agua con vertedero de cresta delgada, 8 tubo de medicin
Procesos del flujo en el canal abierto; 1 flujo bajo una compuerta, 2 vertedero de cresta delgada en la salida de agua, 3 flujo sobre un umbral, 4 ajuste de altura del umbral
Procesos del flujo en el canal cerrado; 1 entrada, 2 lmite superior, 3 salida, 4 medicin de presin esttica, 5 medicin de presin total, 6 umbral, 7 ajuste de altura del umbral, 8 turbulencias
Especificacin[1] estudio de los procesos del flujo en el canal abierto y cerrado [2] canal de ensayo con lmite superior de material transparente [3] umbral de altura ajustable en la base del canal de ensayo [4] nivel de agua ajustable sobre vertedero de cresta delgada en la salida de agua [5] conversin sencilla de canal abierto a cerrado [6] estructuras de control para ensayos en el canal abierto: vertedero de cresta ancha, vertedero de cresta delgada, presa-vertedero de perfil Ogee con tipo de salida en forma de salto de esqu, umbral, compuerta [7] flujo de paso por toda la seccin de ensayo y modificacin de la seccin transversal sobre el umbral para ensayos en el canal cerrado [8] circuito cerrado de agua con depsito de reserva y bomba [9] tubos de medicin transparentes para medicin de presin esttica y presin total
Datos tcnicosSeccin de ensayo - longitud: 1,1m - seccin transversal AnxAl: 40x300mm Depsito de reserva: 70L Bomba - consumo de potencia: 250W - caudal mx.: 150L/min - altura de elevacin mx.: 7,6m
Dimensiones y pesosLxAnxAl: 1900x800x1350mm Peso sin carga: aprox. 150kg
Necesario para el funcionamiento230V, 50/60Hz, 1 fase o 120V, 60Hz/CSA, 1 fase
Volumen de suministro1 banco de ensayos 1 juego de estructura de control 1 vertedero de cresta delgada 1 herramienta material didctico
N de artculo
070.16400 HM 164 Flujo en Canales Abiertos y Cerrados
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HM 164 Flujo en Canales Abiertos y Cerrados
* Procesos del flujo en el canal abierto: compuerta, umbral y distintos vertederos1 * Procesos del flujo en el canal cerrado: flujo en tuberas1 * Circuito de agua cerrado con depsito y bomba
Descripcin El HM 164 se utiliza para demostrar distintos procesos del flujo enestructuras de control diversas en canales abiertos. En el canal cerradose determinan presiones en una tubera. El banco de ensayos contiene un canal de ensayo transparente conlmite superior, un umbral de altura ajustable y un circuito de aguacerrado. El nivel de agua en la seccin de ensayo se ajusta con unvertedero de cresta delgada ajustable en la salida de agua. Con unasimple conversin, el canal de ensayo puede utilizarse como canalabierto o cerrado. Al estudiar el flujo en canales abiertos el nivel de agua debe ser bajo.Para la realizacin de ensayos se fija un vertedero al fondo del canal ose utiliza el umbral de altura ajustable. Adems, se puede demostrar ladescarga bajo una compuerta. Hay distintos vertederos disponiblescomo estructuras de control, que se pueden cambiar de forma rpida ysegura. Al estudiar el canal cerrado, el nivel de agua es tan alto que el flujopasa por toda la seccin de ensayo. El umbral se utiliza para cambiar laseccin transversal por la que pasa el flujo. Las presiones estticas y las presiones totales sobre la seccintransversal son registradas con tubos de medicin. A partir de ladiferencia de presin se calcula la velocidad de flujo. El material didctico, bien estructurado, representa los fundamentos ygua paso a paso por los distintos ensayos.
Contenido didctico / EnsayosCanal abierto - flujo sobre la estructura de control: vertedero de cresta ancha, vertedero de cresta delgada, presa- vertedero de perfil Ogee con tipo de salida en forma de salto de esqu, umbral - descarga bajo una compuerta - resalto hidrulico Canal cerrado - flujo en tuberas con seccin transversal de flujo constante y variable - medicin de presin esttica y presin total - clculo de velocidad de flujo
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1 FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS FLUJO EN TUBERAS
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HM 111 Redes de Tuberas
1 panel con elementos de tuberas, 2 vlvula para ajustar el caudal, 3 depsito de reserva con bomba sumergible, 4 recipiente graduado indicador de nivel, 5 vlvula de compuerta para vaciar el recipiente graduado, 6 dos tubos manomtricos, 7 secciones de tubo, 8 recipiente graduado, 9 manmetro de presin diferencial, 10 caja de distribucin, 11 punto de medicin de presin
Distintas configuraciones de redes de tuberas 1 calibracin de secciones de tubo, 2 duplicacin, 3 conexin en serie, 4 conexin en serie y en paralelo, 5 tubera circular, 6 conexin en paralelo
El diagrama muestra la prdida de carga sobre el caudal para distintos dimetros de tubera: p presin, Q caudal, d dimetro interior
Especificacin[1] estudio de distintas redes de tuberas [2] 5 secciones de tubo premontadas con diferentes dimetros [3] panel para elementos de tuberas [4] montaje de redes de tuberas a partir de secciones de tubo y distintos elementos de tuberas [5] calibracin de secciones de tubo [6] conexin en serie y en paralelo de secciones de tubo [7] montaje de una tubera circular [8] medicin de presin diferencial con 2 tubos manomtricos y un manmetro de presin diferencial [9] medicin de caudal con recipiente graduado con cierre, cronmetro e indicador de nivel
Datos tcnicosBomba - consumo de potencia: 250W - caudal mx.: 9m/h - altura de elevacin mx.: 7,6m - red de tuberas, caudal mx.: 4,8m/h Secciones de tubo, longitud de cada uno 700mm - 1x: 25x1,9mm - 2x: 20x1,5mm - 2x: 16x1,2mm 2-tubos manomtricos: Depsito para agua: 180L Depsito para medicin de caudal - rango de medicin pequeo: 10L - rango de medicin grande: 60L Cronmetro: 1/100s Rangos de medicin - presin diferencial: 0...1bar - presin diferencial con tubos manomtricos: 2x 0...100mbar
Dimensiones y pesosLxAnxAl: 1550x800x1600mm Peso: aprox. 140kg
Necesario para el funcionamiento230V, 50/60Hz, 1 fase o 120V, 60Hz/CSA, 1 fase
Volumen de suministro1 banco de ensayos 1 cronmetro material didctico
N de artculo
070.11100 HM 111 Redes de Tuberas
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HM 111 Redes de Tuberas
* Montaje de distintas redes de tuberas1* Prdidas de carga en distintos elementos de tuberas y redes de tuberas1 * Circuito de agua cerrado con depsito y bomba
Descripcin Una tarea importante en la construccin de tuberas es ladeterminacin de presin y caudal es sistemas de canalizacincomplejos. El clculo de las prdidas de carga total sirve en la prcticacomo fundamento para el diseo de grupos generadores de presinapropiados de instalaciones de aire acondicionado y calefaccin,instalaciones para el suministro de agua potable, as como elementos desistemas de alcantarillado. El conocimiento de las prdidas de carga seutiliza adems para optimizar el funcionamiento. El HM 111 permite la construccin y el estudio de distintas redes detuberas como, p.ej., conexiones en serie y en paralelo de tuberas, susramificaciones y uniones, as como el estudio de tuberas individuales.Los anlisis de nodos pueden realizarse en analoga con las leyes deKirchhoff de la electricidad. Las cinco secciones de tubo premontadas en la parte superior delbanco de ensayos se conectan a las redes de tuberas mediante loselementos de tuberas. Los depsitos, tuberas, elementos de tuberas yrobineteras estn fabricados totalmente de plstico. Las secciones detubo individuales se cierran mediante grifos de bola. En los ensayos seregistran y evalan las prdidas de carga en distintas configuraciones deredes de tuberas. Se incluyen dos manmetros para distintas reas de medicin pararealizar mediciones de presin diferencial. La medicin de caudal esvolumtrica. El banco de ensayos dispone de un suministro de agua propio. El
circuito de agua cerrado contiene un depsito de reserva con una bomba sumergible. El material didctico, bien estructurado, representa
los fundamentos y gua paso a paso por los distintos ensayos.
Contenido didctico / Ensayos- registro de curva de calibracin para secciones de tubo individuales: prdida de carga sobre caudal - conexiones en paralelo de secciones de tubo - conexiones en serie de secciones de tubo - conexin combinada en serie y en paralelo - estudio de una tubera circular - medicin de presin diferencial - prdidas de carga en distintos elementos de tuberas
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1 FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS FLUJO EN TUBERAS
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FUNDAMENTOS DE LA MECNICA DE FLUIDOS TURBOMQUINAS
45
EQUIPOS DE ENSAYO DEL REA DE LAS TURBOM QUINAS
MQUINAS MOTRICES
MQUINAS GENERATRICES
modelo de una turbina de presin constante o de
chorro libre
pared frontal transparente para observar el rea de
trabajo
aguja de la tobera ajustable para ajustar distintas
secciones transversales de la tobera
estudio de una bomba centrfuga y
registro de una caracterstica tpica de
la bomba
determinacin del rendimiento de la
bomba
estudio de la influencia del nmero
de revoluciones en la capacidad y la
presin de elevacin
estudio de bombas individuales, en
conexin en serie y en paralelo
registro de caractersticas de la bomba
y determinacin del punto de funciona-
miento
determinacin de la potencia hidrulica
de las bombas
modelo de una turbina Francis o una turbina de
sobrepresin
pared frontal transparente para observar el rea de
trabajo
labes directores ajustables para ajustar distintos
ngulos de ataque
Un rea importante de la mecnica de fluidos son las
turbomquinas. Estas se dividen en mquinas motrices
y generatrices. Las turbinas pertenecen a las mquinas
motrices y las bombas son mquinas de trabajo clsicas.
Todos los equipos de ensayo aqu presentados funcionan
con agua, y se utilizan para la introduccin al tema de las
turbomquinas.
Los equipos de ensayo forman parte de la serie HM 150.
El suministro de agua y la medicin del caudal se realizan
a travs del mdulo bsico HM 150.
HM 150.19 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UNA TURBINA PELTON
HM 150.04 BOMBA CENTRFUGA
HM 150.16 CONEXIN EN SERIE Y EN PARALELO DE BOMBAS
HM 150.20 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UNA TURBINA FRANCIS
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HM 150.19 Principio de Funcionamiento de una Turbina Pelton
1 balanza de muelle, 2 manmetro, 3 ajuste de la seccin transversal de la tobera, 4 tobera de aguja, 5 rodete, 6 ajuste del freno de cinta
Principio de funcionamiento de la turbina Pelton; 1 tobera de aguja, 2 aguja de la tobera ajustable, 3 labe en el rodete, 4 chorro de agua desviado, 5 seccin transversal a travs del labe
Curvas de potencia con distintas posiciones de la aguja de la tobera: 1 Q=31,6L/min, 2 Q=18,8L/min, 3 Q=11,5L/min; n nmero de revoluciones, P potencia de la turbina
Especificacin
[1] conocimiento del funcionamiento de una turbina Pelton [2] pared frontal transparente para observar el rea de trabajo [3] carga de la turbina mediante freno de cinta [4] aguja de la tobera ajustable para ajustar distintas secciones transversales de la tobera [5] marcacin en el tambor de freno para una medicin del nmero de revoluciones sin contacto [6] instrumentacin: balanzas de muelle para determinar el par; el manmetro indica la presin en la entrada de la turbina [7] determinacin del caudal en el mdulo bsico HM 150 [8] suministro de agua con ayuda del mdulo bsico HM 150 o a travs de la red del laboratorio
Datos tcnicos
Turbina Pelton
- potencia: 5W a 500min-1, aprox. 30L/min, H=2m
- rodete 14 labes ancho de los labes: 33,5mm dimetro e