Procesos de flujo Laboratorio 7 Teorema de Bernoulli

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5. Para regular la altura de los tubos: abrir, si estuviera cerrada, la válvula anti retorno que regula la entrada de aire en los tubos manométricos. Con la bomba de aire introducir aire en los tubos manométricos. Una vez se tenga cierta presión de aire, abrir durante muy poco tiempo la válvula VC2, de esta manera el nivel de los tubos bajará, Las alturas en los tubos se igualarán al cerrar la válvula VC2. Repetir hasta que en los tubos se alcance una altura entre 100 y 150 mm. Se debe tener en cuenta que el tubo manométrico del Pitot tardara más tiempo en alcanzar la misma altura. Se hace la salvedad que para la realización de esta experiencia se necesita un cronómetro.

Procedimiento experimental.

1. Colocamos el equipo FME03 sobre el módulo de servicio, banco hidráulico FME00B.

2. Conectamos la manguera de entrada al suministro del módulo FME00B y dirigimos la manguera de salida hacia el tanque volumétrico (13). El sentido del tubo de Venturi no es importante en esta práctica.

3. Llenamos correctamente los tubos manométricos como se indica en los parámetros mencionados al inicio del apartado procedimiento.

4. Abrimos las válvulas de caudal del módulo de servicio, banco hidráulico (VC1) y de regulación del equipo (VC2).

5. Fijamos un caudal y anotamos su valor en la tabla 1.

6. Colocamos el tubo de Pitot en la primera toma de presión de mínima sección. Esperamos a que la altura en el tubo manométrico de Pitot se estabilizara. Tardamos unos 5-7 minutos.

7. Cuando la altura de ambos tubos era estable, determinamos la diferencia de altura entre los dos tubos manométricos. Representamos la presión estática en columna de agua, en tanto que es la presión total en columna de agua medida por el Pitot. La diferencia de la presión total y de la presión estática, corresponde a la presión dinámica. A partir de esta diferencia calculamos la velocidad en el punto respectivo. Registramos en la tabla 1.

8. Con el valor de la velocidad y el caudal respectivo determinamos el área de sección transversal. Registramos en la tabla 2.

9. Repetimos los pasos del 6 al 8 para cada toma de presión (7 en total).

Para la práctica se recomiendan caudales inferiores a los 1000 L/h.

Tabla 1

Velocidad del agua en los diferentes puntos de toma de presión ante diferentes caudales de operación

Q1= 600 L/h

V1= √2g(htp-hi)

Htp-h1

398-396

V1= 0.1981 m/s

Htp-h2

398-170

V1= 2.1150 m/s

Htp-h3

384-190

V1=1.9509 m/s

Htp-h4

380-216

V1= 1.7938 m/s

Htp-h5

376-244

V1= 1.6093 m/s

Htp-h6

372-270

V1=1.4147 m/s

Htp-h7

332-308

V1= 0.6862 m/s

[pic 14][pic 15]

Tabla 2

Área de sección transversal del tubo de Venturi en los puntos de toma de presión ante diferentes caudales de operación y área promedio calculada.

A1= Q1

V1

Htp-h1

Htp-h2

Htp-h3

Htp-h4

Htp-h5

Htp-h6

Htp-h7

Preguntas

- ¿Por qué la presión medida por el tubo de Pitot decrece a lo largo de la tubería?

R/. La presión medida por el tubo de Pitott decrece a lo largo de la tubería ya que existe un cambio de área y por ende hay un cambio en la velocidad también.

Conclusiones

- Este experimento de Bernoulli demuestra que la suma de las alturas piezométricas, cinética y geométrica son constantes en un fluido. Esto quiere decir que la energía de un fluido debida a la velocidad de su flujo (altura cinética) más la energía de presión (altura piezométrica) es decir la energía de fluido debida a la presión a la que está sometido más la energía debida a su posición geométrica respecto de un plano de referencia (altura geométrica) es, salvo rozamientos, constante. Es decir que si en una tubería que sube, baja, se ensancha y se estrecha si medimos esas tres energías y las sumamos (despreciando los rozamientos) la suma permanece constante.