Universidad Tecnolgica de Panam.Facultad de Ingeniera Civil.Lic. en Ingeniera Civil

Mecnica de fluidosLaboratorio N4Semejanza parte II

Presentado Por:Hernn Alba 8-877-1724Luis Palacio 8-882-574Margareth Santamara 8-839-663Ana Karolina Valencia 8-888-1624Javier Domingo 4-774-1866Judith Snchez 3-732-1101

A Peticin de:Profesora: Evelyn Atencio

Grupo:1IC133 Fecha de EntregaLunes 8 de mayo de 2015

OBJETIVOAplicar los conceptos aprendidos sobre semejanza a un modelohidrulico.

EQUIPOS Y MATERIALES

Modelo de tragante tipo L-1 Envase Probeta Cronmetro

MARCO TERICO

El anlisis dimensional es la herramienta que permite simplificar el estudio de cualquier fenmeno en el que estn involucradas muchas magnitudes fsicas en forma de variables independientes. Es importante considerar que en un experimento en un modelo (a escala geomtrica del prototipo) los resultados adimensionales que se obtienen para el modelo son tambin vlidos para el prototipo.Prototipo, modelo estn relacionados entre si por tres tipos de semejanza: geomtrica, cinemtica y dinmica.Para el desarrollo de este laboratorio utilizaremos el modelo de Froude con su relacin de caudal el cual se define de la siguiente manera: Es la relacin de las fuerzas inerciales con respecto a las fuerzas de tensin superficial. ste es importante en interfaces gas-lquido o lquido-lquido y tambin donde estas interfaces se encuentran en contacto con una frontera. La tensin superficial causa pequeas ondas (capilaridad) y la formacin de gotas, y tiene un efecto sobre la descarga de orificios y vertederos con pequeas cabezas.

INTRODUCCIN

El trabajo en laboratorio en mecnica de fluidos suele ser muy costoso y ocupar mucho tiempo, sobre todo cuando se quieren estudiar fenmenos de gran tamao o gran precisin. Es por ello que se requiere reducir al mnimo el nmero de experimentos requeridos. Para poder lograr esto es necesario un conocimiento aproximado de los valores o medidas en juego, ya que los experimentos basados en diseos totalmente empricos suelen ser ms complejos de analizar, y por ende requieren ms tiempo y son ms costosos. Adems que las pruebas a tamao real muchas veces resulta prohibitiva por sus grandes dimensiones y costo (una turbina hidroelctrica por ejemplo).Por todo lo anterior los experimentos de laboratorio se realizan utilizando la tcnica de anlisis dimensional, cuyo objeto es disminuir el nmero de experimentos, disminuir los costos del mismo y simplificar el ensayo.El anlisis dimensional se basa en el concepto de homogeneidad dimensional, lo cual implica que todos los trminos de una ecuacin deben tener las mismas dimensiones.

PROCEDIMIENTO

1.Verter agua sobre el modelo para que descargue a capacidad llena.2.Medir el caudal por mtodo volumtrico.3.Calcular caudal del prototipo experimental.4.Calcular porcentaje de error.

CLCULOSEcuaciones

QPterico=4

Escala del modelo: =

Por el modelo de Froude nos queda las siguiente relacin:

QP=Qm*

Datos recogidos

Tiempo(s) Volumen (ml)

2.32540

2.25580

2.27570

2.40530

Tprom=2.31sVprom=555ml

Q=caudal=555mL

Qpexp===0.008480519 QP=Qm*

QP=0.008480519 *=5.167

%e=*100

%e=*100= 29.175%

RESULTADOS

ECUACINRESULTADO

% ERROR%e=*100

29.175%

CAUDALQP=Qm*

5.167

RECOMENDACIONES

Tener en cuenta que la vasija con que se recolecta el agua que se desborda del prototipo del tragante se llena rpido, y evitar que se llene de ms y se desborde la vasija y pierdas la medicin, por lo que usamos un tiempo de alrededor de 2s. Las experiencias se realizan en laboratorios sobre maquetas, ya que es ms difcil en modelos de escalas 1 en 1. El anlisis dimensional puede ser utilizado para establecer las leyes de escala entre el modelo concebido en prototipo. Debe quedar claro que la tcnica de anlisis dimensional no puede predecir que variables son importantes ni permite explicar el mecanismo involucrado en el proceso fsico, si no es con ayuda de las pruebas experimentales. Reconocer y diferenciar el caudal del modelo del caudal del prototipo para as establecer la semejanza a la que se busca llegar. Tratar de que los intervalos de tiempo en que se recoger el agua sean el mismo o casi los mismos para poder tener una mayor precisin al momento de sacar nuestro promedio Procurar la limpieza del tubo conductor de fluido para que no aparezcan residuos y no interfiera en la salida de este. Hacer varias repeticiones para evitar errores muy grandes. Tener cronometro en mano. La persona que mida el tiempo debe ser diferente a la que recolecte el agua.

CONCLUSIONESDos corrientes son semejantes cuando las lneas de flujo de una lo sean respeto a las homologas de la otra; diremos entonces que existe semejanza cinemtica, para esto es necesario la semejanza geomtrica y la semejanza dinmica de la cual las fuerzas en punto homologo deben ser semejantes.Hemos presentado distintos nmeros adimensionales que aparecen en diversos problemas de mecnica de fluidos.Si se asegura que estos nmeros dimensionales mantienen su valor se logra semejanza geomtrica, cinemtica y dinmica entre un modelo y un prototipo. La mecnica de fluidos emplea los principios del anlisis dimensional cuya tcnica se apoya en el empleo de paramentos adimensionales, que permiten la trasposicin de los resultados de un modelo fsico a la estructura real. Por tanto para que un modelo represente un fenmeno debe cumplir tres condiciones de similitud con su prototipo que son la geomtrica, cinemtica y dinmica.Se dio a conocer cmo relacionar la igualdad que hay entre el modelo con el prototipo con el fin de que podamos trabajar con nuestro prototipo para realizarle todo lo serias de pruebas que se realizaran para luego llevarlo a nuestro modelo, para as poder tener algo ms concreto en nuestro modelo.En este caso trabajamos con el prototipo de una canal. Con el fin de saber con reaccionaba al realizar su funcin, la cual es la de recolectar agua, para ello se verti agua hasta que se sobre saliera en un periodo de tiempo escogido por el grupo para ver su comportamiento Pudimos observar que hay parmetros que intervienen o forman parte de esta experiencia el cuales algunos son repetitivos y otros no, de esta manera pudimos hacer las debidas similitudes.Desarrollamos la ecuacin de Froude de otra manera mas simple a la aprendida, haciendo similitudes por medio del caudal (Q) y de esta manera vimos que el anlisis dimensional es muy importante para el desarrollo de esta.

BIBLIOGRAFA

Gua de laboratio de mecnica de fluidos. Pgina web: www.wikipedia.com Libro de mecnica de fluidos: mecnica de fluidos de Robert Mott.

ANEXOS