guias de lab. de fluidos curso vacacional ufps

8/13/2019 Guias de Lab. de Fluidos Curso Vacacional Ufps

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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERDEPARTAMENTO DE FLUIDOS Y TÉRMICAS

LABORATORIO DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRÁULICAS

Practica Nº 1MEDIDA DE VISCOSIDAD

1. OBETIVOS

1.1 OBETIVO !ENERAL

Describir e interpretar el método de análisis de la viscosidad de un fluidomediante el uso del viscosímetro de Hoopler junto con las variables que afectan

esta medida.

1." OBETIVOS ESPEC#FICOS

• Conocer el manejo adecuado del viscosímetro de Hooper • Identificar los cambios que se presentan en el análisis de la propiedad

fundamental de los fluidos viscosidad• Conocer y describir bajo que fuerzas o esfuerzos actúan los fluidos• Comprender la variacin de la viscosidad debido al cambio de temperatura

• !rocesar datos de tiempo y temperatura para calcular la viscosidad• "raficar viscosidad vs tiempo en papel semi lo#arítmico

". BASE TE$RICA

$l área de la mecánica aplicada queestudia el comportamiento de los fluidosya sea que permanezcan en reposo oestén en movimiento constituye la

mecánica de fluidos y la %idráulica. $n eldesarrollo de sus principios al#unaspropiedades son importantes y otraspoco menos o nada. $n el flujo de estassustancias &fluidos'( la propiedad masimportante es la viscosidad la cual sedebe primordialmente a las interacciones entre las moléculas del fluido.



%. APARATOS

• )iscosímetro Hoopler • *ermmetro

• Cronometro• Densímetro• +uestra problema

&. PROCEDIMIENTO

• +edir la densidad relativa de la sustancia problema con ayuda deldensímetro• )erificar que las condiciones del equipo sean ptimas tales como nivel dea#uan en el termostato y en el viscosímetro• Deposite la sustancia problema en el capilar( procurando que no quedenin#una #ota de aire dentro del tubo• ,eleccione la esfera adecuada y déjela caer dentro del tubo empiece amedir el tiempo de caída de la esfera seleccionada mínimo tres veces con elfluido a las si#uientes temperaturas• *emperatura ambiente ( -/C( 0/C( 1/C ( 2 /C• 3a esfera debe entrar en el líquido y permanecer en el sin producirburbujas

'. EVALUACI$N

3a viscosidad dinámica se mide en centipoises( en el sistema de unidadesC."., anti#uo. 4o obstante el estudiante debe sustituir las unidades al ,.Idonde5

3a viscosidad dinámica en centipoises se calcula por la formula5

t K f e ρ ρ µ −=

6 7 constante de la esfera a utilizar ρ e 7 densidad de la esfera &8#9cm:' ρ f 7 densidad del fluido &8#9cm:'t 7 tiempo de caída de la esfera &s'

*anto 6 y ρ ; se encuentra en la tabla del catalo#o del viscosímetro



ESFERANº (((( ) (((( ρ 1 (((( FLUIDO ρ < ==== T*+,*rat-ra

ºCt1 /*0 t"/*0 t% /*0 t& /*0 t' /*0 t /*0 Ti*+,2

,r2+*3i2 *4/*0

. ANÁLISIS E INTERPRETACI$N DE RESULTADOS

• Con los datos obtenidos de tiempo se calculan el valor de la viscosidad

para cada una de las temperaturas

• >ealizar una #ráfica de viscosidad vs *emperatura• Investi#ar sobre otros métodos de medir viscosidad• Consultar sobre los #rados de viscosidad ,?$ e I,@• Aue es índice de viscosidad• Ha#a un análisis de los resultados obtenidos en el laboratorio ( elabore suspropias conclusiones y recomendaciones

VISCOS#METRO HOOPLER ML5

Distancia de la caída de la esfera5===== Bn#ulo de inclinacin5 == Diámetro inferior5 marca superior5====== +arca inferior5 ====

B26a Di7+*tr2 3* 6a 826aa "9º C :++;

P*/2 3* 6a826a :0ra+2/;

!ra<*3a3*/,*ci=ica a

"9ºC

C24/ta4t* 3*6a 826a

); ;0.;: -.1;< <.<:: .;0-< ;0.1:-0 -.-0 <.<:: .20-;:: ;0.11 ;1.<<; .; .;<10

- ;0.< ;-.: .;: ;.<20 ;:.0-1 ;.:<: 2.2 ;.21 ;. -.< 2.;2 -.<



>. INFORME

$l informe debe realizarse de acuerdo a las normas vi#entes para la elaboracin

de informes técnicos y los cálculos deberán especificarse en ,istemaInternacional.

?. BIBLIO!RAF#A

+?*?IE( Claudio( +ecánica de fluidos y maquinas %idráulicos $ditorial +aria(,e#unda $dicin)$4 *$ CH@F ( Hidráulica de canales objetos. $ditorial +c "raGHill>@D>"J$K D?K Héctor ?lfonso Hidráulica $Lperimental $scuela Colombiano

de In#eniería>@M$>* 3. +@**. +ecánica de fluidos aplicado. $ditorial prentice may,@*$3@ ?)I3? "ilberto. Hidráulico #eneral.



• ?parato de >eynolds.• Cronmetro• *ermmetro.

• Calibrador y cinta métrica >ecipiente o probeta #raduada.

&. PROCEDIMIENTO

• *odas las partes del aparato deben permanecer sin vibracin manteniendoconstante el nivel de a#ua en el tanque de suministro permitiendo la salida de azulde metileno( en mínima cantidad.• ,e abre la válvula a la salida y se observan en el tubo de vidrio lascaracterísticas del flujo &laminar de transicin y9o turbulento'.• Dar paso al fluido con la válvula en el rotámetro colocado en la parte *erminaldel tubo( dando vuelta al botn en la parte inferior de este. $l rotámetro esta#raduado con una escala que va de5 .; a ;. #aln por minuto. 3as variacionesen las mediciones deben %acerse cada .0 #alones 9 mino desde et valor mínimo%asta el tope de la escala( e ir observando el tipo de flujo que indica en trazadordentro del tubo.• ,e lee la diferencia de presin en los tubos piezométricos.• ,e abre un poco mas la válvula de salida( se observa el tipo de flujo y se tomannuevamente las lecturas de volumen de liquido( tiempo y diferencia de presin(%asta abrir totalmente la válvula.

• ,e debe medir la distancia entre los puntos de los piezmetros y el diámetrodel tubo.

4ota5 el equipo debe estar libre de vibraciones.

'. CALCULO TIPO

$l 4úmero de >eynlds se calcula con la si#uiente ecuacin5

4> 7 &)PDI'9v o 4>7 µ

ρ VD

Donde5

) 7 )elocidad del fluido en m 9 sDI 7 Diámetr interno del tubo enm.v 7 viscosidad Cinemática m P s. µ 7 viscosidad dinámica 4s 9 m<

R2ta+



ρ 7 densidad 8# 9 m:


!ara la práctica se debe llenar la si#uiente tabla

*ubo 3 7 ======================= DI ====================

Ca-3a6 :0a6+i4; :++ 3* c.a;

Con los datos leídos calcular el número de >eynotds y compararlo con loobservado. Con los deltas de presin del tubo piezometrico( de diámetro internodel tubo y la lon#itud entre los tubos piezometricos calcular las perdidas deener#ía para el tubo de vidrio.

>. INFORME

$l informe debe cubrir todos los aspectos normativos para la presentacin deinformes técnicos. Ha#a un análisis de los resultados obtenidos en ellaboratorio concluya y recomiende.

?. BIBLIO!RAF#A

+?*?IE( Claudio +ecánica de fluidos y máquinas. $ditorial Haría ,e#unda$dicin

)$4 *$ CH@F. Hidráulica de canales abiertos $ditorial +c "raGHill

>@D>I"J$K Díaz ( Héctor ?lfonso Hidráulica $Lperimental $ditorial $scuelaColombiana de In#eniería.

>@M$>* 3. +@** ( +ecánica de fluidos aplicada. $ditorial !rentice Q may,@*$3@ ?)I3? "I3M$>*@. Hidráulica #eneral

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER



DEPARTAMENTO DE FLUIDOS Y TÉRMICASLABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS Y MÁQUINAS HIDRÁULICAS

Practica Nº %ÁR6ETE HIDRÁULICO

1. OBETIVO

1.1 OBETIVO !ENERAL

Conocer el principio básico que ri#e el fenmeno del #olpe de ariete.


.Conocer y evaluar el ariete %idráulico y calcular su eficiencia.Determinar los efectos ne#ativos que puede causar el #olpe de ariete en cualquiersistema %idráulico.

". BASE TE$RICA

$l ariete %idráulico es un dispositivoque utiliza como principio defuncionamiento el #olpe de ariete( quepermite la elevacin de una cantidadparcial de a#ua del total de lle#ada alariete( sin más ener#ía que unapequeRa altura de caída de a#ua. !oresto el ariete %idráulico %a tenido #ranutilizacin( principalmente en zonasrurales donde aún no %a lle#ado laener#ía eléctrica.

%. APARATOS

?riete %idráulico Cronmetro >ecipiente o probeta #raduada >ecipiente auLiliar &. PROCEDIMIENTO



• Conectar y prender la motobomba para suministrarte a#ua al tanque quesuministra a#ua al ariete. )erificar que el nivel en el tanque de suministro sea el

recomendado.• ?brir parcialmente la válvula de entrada. 3a válvula automática empieza afuncionar abriendo y cerrando el paso de flujo( dando como resultado un aumentode presin por la detencin brusca del fluido. Cuando la válvula se cierra el flujo esenviado por el tubo elevado %asta una determinada altura y no puede retrocederdebido a una válvula de c%eque. Cuando la válvula se abre el flujo se envía por eltubo dispuesto en la parte inferior. 3a campana actúa como amorti#uador del#olpe de ariete. $l #olpe de ariete es el ruido o #olpe producido por la detencinbrusca del fluido.• ,e deben tomar simultáneamente los dos volúmenes de a#ua en un mismotiempo.

• ,e cierra a intervalos la válvula que se encuentra en el tubo elevado( con el finde simular una tubería más lar#a( cuya altura es dada por el manmetro en J.

)álvula de entrada

• $l proceso se repite con otra aperturade la válvula de entrada• $n todos los casos se toman losvalores de % y H• ,e deben realizar por lo menos oc%olecturas de caudales para cada aperturade la válvula de entrada.

'. EVALUACI$N

?plicando el concepto de la conservacin de la ener#ía entre dos puntos( laeficiencia de un ariete %idráulico puede calcularse así5

H

h

QQ

Q

21

1

+=η

Donde5

A; 7 Caudal elevado en cm:9s & )S 9 t 'A< 7 Caudal no elevado en cm3/s & )< 9 t'% 7 ?ltura de elevacin en m. & N T Up '



H 7s ?ltura del nivel del a#ua en el tanque de suministro en m.y 7 ?ltura de la tubería de elevacin en m.% 7 ?ltura en la columna del manmetro situado en la válvula de la tutoría elevada(en mm H#.

!ara cada apertura de la válvula de entrada se deben tomar los si#uientesdatos5

V1 :+6; V":+6; t :/; :++ H0;

. ANÁLISIS E INTERPRETACI$N DE LOS RESULTADOS

• $valuar la eficiencia del ariete %idráulico para cada uno de las aperturas dela válvula de entrada y buscar el punto de mayor eficiencia.• $laborar una curva de( η vs A;

• Ha#a un análisis de los resultados obtenidos en el laboratorio( concluya yrecomiende.

>. INFORME

$l informe debe cubrir todos los aspectos normativos de la presentacin deinformes técnicos.

?. BIBLIO!RAF#A




>@M$>* 3. +@** ( +ecánica de fluidos aplicada. $ditorial !rentice Q may

,@*$3@ ?)I3? "I3M$>*@. Hidráulica #eneral




LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS Y MÁQUINAS HIDRÁULICAS

Practica Nº &PERDIDAS EN TUBER#AS Y ACCESORIOS

1. OBETIVOS

1.1 OBETIVO !ENERAL

Determinar las pérdidas de car#a que ocurren en tuberías y accesorios y su

variacin de acuerdo a los diferentes parámetros que intervienen.


• Conocer la importancia que tienen las pérdidas de ener#ía en tuberías yaccesorios para que los sistemas %idráulicos funcionen.• Determinar #randes pérdidas de ener#ía proporcionadas por al#unosaccesorios.

". BASE TE$RICA

3as perdidas de car#a en las tuberías son dedos clases5 primarias y secundarias. 3aspérdidas primarias( son las pérdidas desuperficie en el contacto del fluido con latubería( rozamiento de una capa de fluidocon otras &ré#imen laminar' o de laspartículas definido entre si &ré#imen

turbulento'. *ienen lu#ar un flujo uniforme osea tramos de tubería de seccin constante.3a pérdidas secundarias son las pérdidas deforma que tiene lu#ar en las transiciones&estrec%amiento o eLpansin de lacorriente'( codos( válvulas y en toda clase deaccesorios de tubería.



%. APARATOS

Manco de pruebas para pérdidas de car#a en tuberías y accesorios. Cronmetro.

!robeta. >ecipiente auLiliar. VleLmetro. Calibrador pie de rey.

&. PROCEDIMIENTO

>econocimiento del equipo. !oner en funcionamiento la motobomba( con las válvulas de paso totalmenteabiertas( se van cerrando lentamente y se toman los respectivos volúmenes en un

tiempo determinado( para el cálculo del caudal & A'. &*omar tres tiempos y tresvolúmenes y sacar promedios'. ,e leen los deltas de presin en los manmetros diferenciales de mercurio paracada tramo de tubería y para cada accesorio. ,e deben tomar seis caudales diferentes.

'. EVALUACI$N

!ara la evaluacin de las pérdidas de car#a en tuberías utilizamos la frmula deDarcy Feisbac%( para el flujo permanente en tubería circular( se adopta de lasi#uiente forma5

% 7 g

V

D

L f

2*

2

H5 !érdidas de !resin.V5 Coeficiente de rozamiento..35 3on#itud( &del tubo de prueba.D5 Diámetro del ánima del tubo &diámetro interior'. )5 )elocidadpromedio delfluido#5 ?celeracin de la #ravedad. W

Haciendo

H 9 3 7 & V 9 D ' P & )< P <# ' 7 % 7 !érdidas por unidad de lon#itud(

V9 D 7 C 7 Coeficiente de friccin.

,e tiene entonces H 7 g

V C

2

* 2



'.1 DETERMINACI$N DEL N@MERO DE REYNOLDS :NR;

4> 7 )PD9v

)5 )elocidad !romedio.D5 Diámetro ánima del tubo &diámetro interno'.v5 )iscosidad cinemática & a#ua 7 ;.2L ;1 m< 9s ')7A9?7-A9PD<

4>7-PA9π D<

A5 Caudal medio.D5 ;.; cm tubería de cobre.D5 ;. cm tubería de !)CD5 ;.<2 cm tubería #alvanizada.

'." DETERMINACI$N DEL COEFICIENTE DE FRICCI$N

C 7 <#P %H# 9 )<

C5 Coeficiente de friccin &Dia#rama de +oody'.# 5 ?celeracin de la #ravedad.%H# 5?ltura en mercurio por unidad de lon#itud) 7 )elocidad de fluidos

4@*?5 *ener en cuenta que para accesorios se tiene que restar el tramo recto detubería incluido( y calcular la lon#itud equivalente &buscar #ráfica'.


$laborar una tabla donde incluya los cálculos de5

A5 caudal medio &cm:9s'.N5 )elocidad del fluido.%5 cm de a#ua35 lon#itud en cm.3e5 3on#itud equivalente en cm.

4>5 numero de >eynolds.C5 Coeficiente de friccin.

,e debe elaborar las si#uientes #ráficas5

% vs. 4> !ara cada tipo de tubería% vs. )< 9<g !ara cada tipo de tubería y accesorio.



$laborar la si#uiente tabla5

V26 t :/; V26 t :/; V26 t :/; V26 t :/; V26 t :/;

ACCESORIOS :c+ H0; :c+ H0; :c+ H0; :c+ H0; :c+ H0;>ecto !.).C>ecto #alv>ecto CobreCodos -0/Codos /Codos ;/* cobre>educ. Cobre$Lp. cobre>ed. !.).C

$Lp. !.).C!latina

>. INFORME

Ha#a un análisis de los resultados obtenidos en el laboratorio elabore( susconclusiones y recomendaciones. $l informe debe cubrir todas las normas parapresentacin de informes técnicos

?. BIBLIO!RAF#A










Practica Nº 'CALIBRACI$N DE MEDIDORES DE FLUO

1. OBETIVOS

1.1 OBETIVO !ENERAL

Distin#uir instrumentos de medicin de flujo como requisito para medir caudalesen tubería. Conocer los dispositivos de medidores de flujo e implementacinde estos en la práctica

1." OBETIVOS ESPEC#FICOS• Describir los factores que se consideran en un sistema de medicin comoson5 placa de orificio( tubos venturi ( boquilla( rotametro.

". BASE TE$RICA

$n el sistema de medicin de flujo se debe tener en cuenta al#una razonesimportantes como son la elevacin( la presin( la velocidad( la temperatura y laconcentracinO los sistemas modernos permiten la medicin de #randescantidades de datos de muestras altas que miden el caudal con cierta precisin.

".1 PLACA DE ORIFICIO

,e utilizan para medir el caudalsalida de un dispositivo la placapleno lleva un orificio a través delcual fluye el fluido( la contraccineLperimentada por un fluido esconsiderable( el punto de seccintransversal de la vena liquida seencuentra entre una y dos

diámetros del orificio a#uas abajoy en esta zona se determina lapresin para poder %allar ladiferencia.



"." TUBO VENTURI

$l tubo venturi se utilizo para medir la tasa de lujo en una tubería( #eneralmente

es una pieza de fundida que consta5 ;.Jna porcin de a#ua arriba tiene unrevestimiento de bronce contiene anillos piezometricos para medir presinestático <. Jna re#in cannica conver#enteO :. Jna #ar#anta cilíndricaO -. Jnare#in cnica #radualmente diver#enteO contiene un manmetro diferencialque conecta los dos anillos piezometricos( en ellos la velocidad aumenta y laener#ía de presin disminuye li#eramente y tiene muc%as aplicaciones en lavida diaria principalmente cuando se va a inyectar un líquido dentro unacorriente de aire

".% BOQUILLA

Consiste en una placa con un orificio central donde no eListe salida diver#ente(por lo tanto la zona de entrada queda convertidos en una forma másredondeada donde el cociente de contraccin es la unidad. $stas boquillas tienenuna desventaja de que las perdidas totales son muc%o mas #rande debido a lafalta de #uía del c%orro de a#uas abajo de las aberturas de las boquillas.

".& ROTAMETRO

$s un medidor de área variable que consta de un tubo transparente que seamplia y un medidor de flotador & mas pesado que el líquido'( el cual sedesplaza %acia arriba por el flujo ascendente en la teoría. $l tubo se encuentra#raduado para leer directamente el caudal ( el flotador sirve para ori#inar unadiferencia constante de presin y su posicin depende del caudal del fluidoque esta circulando por el en cada instante.

%. APARATOS A UTILIAR

Manco de prueba para medidores de flujo Cronometro !robeta >ecipiente auLiliar

&. PROCEDIMIENTO

>evisar que cada una de las coneLiones fleLibles de los manmetrosdiferenciales estén sin aire.

>evisar que las válvulas de corte tanto para el flujo como para los manmetros diferenciales estén totalmente cerrados. ?brir válvulas de corte para el manmetro diferencial que se va a utilizar



?brir li#eramente la válvula de paso del dispositivo que se va a utilizar !oner en funcionamiento la bomba y verificar que este cebada( si seencuentra funcionando correctamente procedemos a tomar datos para diferentescaudales se deben tomar por lo menos cinco &0' lecturas de volumen y tiempo

para cada apertura de la válvula. ,i lo bomba no esta cebada se apa#a y seceba y se pone en funcionamiento nuevamente.

'. CALCULO TIPO

!ara calcular el caudal para el tubo venturi( boquilla y placa de orificio seutiliza la si#uiente ecuacin

ρ

hd F C Q

2***359=

Donde

V 74

1

1

− D

d

C 7 constante del dispositivoD 7 diámetro de la tubería en pul#<

d 7 diámetro del orificio en pul#. ρ 7 densidad del fluido 7 1<.-3b9pie:

% 7 delta de presin en el manmetro diferencial en pul#. c.aA 7 3itros 9 %ora

3os diámetros tanto de la tubería como del dispositivo se pueden ver en lasfi#uras colocados en el banco de pruebas.


!ara cada dispositivo se debe llenar la si#uiente tablaDispositivo5================ D5==================== d5 ===============

Ti*+,2 :/; V26-+*4 :L;Ca-3a6

:r2ta+*tr2;!PM

,V*4t-ri:++;

P6aca2ri=ici2

:c+;

T28*ra:++;

!ara cada dispositivo elaborar una #ráfica de A vs %



!ara el rotametro elaborar una #ráfica de A vs caudal leído.

Ha#a un análisis de los resultados obtenidos en el laboratorio( concluyo yrecomiende

>. INFORME

$l informe debe cumplir las normas para la presentacin de informes técnicos

?. BIBLIO!RAF#A

+?*?IE( Claudia( +ecánica de fluidos y maquinas %idráulicos $ditorial +aria(,e#unda $dicin)$4 *$ CH@F ( Hidráulica de canales objetos. $ditorial +c "raGHill>@D>"J$K D?K Héctor ?lfonso Hidráulica $Lperimental $scuela Colombiano

de In#eniería>@M$>* 3. +@**. +ecánica de fluidos aplicado. $ditorial prentice may,@*$3@ ?)I3? "ilberto. Hidráulico #eneral





Practica Nº ENSAYO COMPLETO DE UNA BOMBA TIPO TURBINA

1 OBETIVOS

1.1 OBETIVO !ENERAL

Determinar la altura &Ht' caudal &A' potencia consumida &!' potencia %idráulica&!%' rendimiento&A' y cabeza neta de succin positiva &4!,H'. Conocer laimportancia de la bomba tipo turbina en la implementacin de la práctica.


$laboracin de las curvas características de la bomba tipo turbina para Ht( !%(η vs A Describir las características principales de la bomba en la práctica DiseRo de las curvas en conc%a o colina de rendimientos de la bomba al finalde la práctica.

". MARCO TE$RICO

$l ensayo de este tipo de bomba es aquel que manteniéndose constate elnúmero de revoluciones &4' se varía el caudal &A' y se obtieneneLperimentalmente las curvacaracterísticas. $l ensayo es unconjunto de ensayos elementales&' característico cada uno por unnúmero diferente de revoluciones.,e debe tener en cuenta lossi#uientes aspectos paraseleccionar una bomba tipoturbina5 tipo de bomba y

fabricante( tamaRo de la bomba(tamaRo de la succin y tipo(tamaRo y tipo de descar#a( tipode alimentacin &+otor eléctrico (potencia requerida( voltaje( fase(frecuencia tamaRo de armazn' y tipo de acoplamiento.



%. APARATOS A UTILIAR

Manco para ensayo completo de bomba centrifu#a

&. PROCEDIMIENTOS• @bservar las condiciones de se#uridad y manejo para la puesta en marc%adel equipo• )erificar que eListan las condiciones de ener#ía eléctrica &;;0 volt' requeridopara poner en funcionamiento el equipo.• @bservar que el nivel del deposito de a#ua se encuentre por encima de laválvula de pie• )erificar que los instrumentos de medida como tacmetro( voltímetro(amperímetro( manmetro y vacuometro estén ajustados en cero.• Cebar la bomba antes de poner en funcionamiento con la válvula re#uladora

cerrada• !oner en funcionamiento la bomba con la válvula de paso totalmente abiertay mediante el control del variador de velocidad ajustaría suavemente %asta lavelocidad nominal de :1 r.p.m.• *omar las lecturas de los instrumentos como son manmetro a la descar#a&!si'( vacuometro en la succin &pul H#'( voltímetro &voltios'( amperímetro&emperios' y manmetro &cm H#'

)d 7 válvula de descar#a)s 7 válvula de succin+d 7 manmetro de descar#a+s 7 manmetro succin* 7 tacmetro) 7 voltímetro

? 7 amperímetro, 7 seleccionador de velocidades% 7 Columna de mercurio en la placa delorificio

)aría el caudal con la válvula de paso &0 veces' %asta el cierre completo yrepetir las lecturas de los instrumentos. $n esta parte el voltaje y las r.p.mpermanecen constantes

!ara el ensayo completo con el vaciador de velocidad se ajustan las velocidadesde rotacin de la mayor o la menor velocidad el ran#o( de velocidadesrecomendado es de :1 a < r.p.m &mínimo 0 lecturas'.



&. RECOMENDACIONES

3a válvula de paso se debe abrir lentamente para evitar los cambios bruscosde presin en el manmetro diferencial y que se arrastre el mercurio

4o eLceder el amperaje del motor cinco amperios ya que este es el nominal delmotor y un eLceso podría causarle averías.

'. CALCULO TIPO

'.1 ALTURA TOTAL DE LA BOMBA

Ht 7 3a altura máLima o cabeza que puede dar la bomba

Ht 7 !d Q !s

!s 7 !resin de succin del vacuometro a al entrada de la bomba en cm H#!d 7 !resin de descar#a del manmetro a la salida de la bomba en !a

'." MEDIDA DEL CAUDAL :Q;

A 7 h76.11

A 7 caudal en 3!+

'.% POTENCIA EFECTIVA O POTENCIA DEL MOTOR

!c 7 ) P I P V!

Donde !c 7 !otencia al freno en G) 7 !otencial eléctrico aplicados al motor &voltios'I 7 Corriente que circula por el motor &amperios'V!. 7 Vactor de potencia de la maquina

'.& POTENCIA HIDRÁULICA

!otencia que entre#a la bomba al fluido

!% 7 A gH ρ

Donde!% 7 !otencia %idráulica útil en H!A 7 caudal de la bomba en m:9s ρ 7 densidad del fluido en 8#9m:



# 7 #ravedad a en m9s<

H 7 altura total en cm H#

'.' RENDIMIENTOS DEL SISTEMA

η t 7 Pc Ph


3eer los datos para cada variacin de los r.p.m y completar la si#uiente tabla.>.!.+ )oltios &)' Corriente &I 7amperios' !d &!si' !s &!si' H &Cm H#'

Con los datos leídos calcular cada uno de las variables de cálculo tipo. ,acarconclusiones y elaborar las si#uientes #ráficas.

H vs A( !t vs A( η t vs A( del ensayo elemental y las curvas de conc%a delensayo completo.

Ha#a un análisis de los resultados obtenidos en el laboratorio( concluya yrecomiende.

>. INFORME

$labore el informe cumpliendo las normas vi#entes para al elaboracin deinformes técnicos

?. BIBLIO!RAF#A

+?*?IE( Claudio( +ecánica de fluidos y maquinas %idráulicos $ditorial Haría(,e#unda $dicin)$4 *$ CH@F( Hidráulica de canales abiertos. $ditorial +c "raGHill>@D>"J$K D?K Héctor ?lfonso Hidráulica $Lperimental. $ditorial $scuelaColombiano de In#eniería>@M$>* 3. +@**. +ecánica de fluidos aplicado. $ditorial !rentice may

,@*$3@ B)I3? "ilberto. Hidráulico #eneral

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER



DEPARTAMENTO DE FLUIDOS Y TÉRMICASLABORATORIO DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRÁULICAS

Practica Nº >

CALIBRACI$N DE VERTEDEROS Y CODO MEDIDOR

1. OBETIVO

1.1 OBETIVO !ENERAL

Calibracin de un vertedero de pared del#ado para medida de caudales encanales abiertos y de un codo para conductos cerrados. Calcular caudalestericos( velocidades( por medio de la práctica a realizar.

1." OBETIVOS ESPEC#FICOS Conocer el principio básico que utilizan los vertederos para su funcionamiento ,aber la importancia de un vertedero en cualquier sistema para controlar laentrada o salida de caudal mediante un medio preciso y confiable

". BASE TE$RICA

3os vertederos son dispositivos que se usan en canales abiertos además sonuna barrera o pieza colocadaen el canal para que el fluido

se manten#a detrás delvertedero y para quedespués cai#a a través deuna ranura cortada en lacara del vertedero( las %ayde dos tipos de pared#ruesas y de pared del#ada&máLima de 0 mm'( losprimeros se utilizan paracontrolar niveles( losse#undos para medir

caudales con #ran precisin.$Listen #eometrías deranuras como son la rectan#ular( trian#ular( circular( etc.



%. APARATOS

Canal de a#ua )ertederos5 rectan#ular( trian#ular y trapezoidal

Codo medidor Cronometro >ecipiente y probeta calibrada

&. PROCEDIMIENTOS

,e toman seria de diez &;' medidas re#ularmente espaciadas de volumen ytiempo( altura del manto &lamina de a#ua que se derrama por encima delvertedero para cada uno de los vertederos' ( mas o menos &;' m a#uas arribadel canal.

!ara las mismas medidas de volumen y tiempo se re#istro la diferencia denivel en el manmetro diferencial del codo.

'. CALCULO TIPO

Vormula del vertedero

A 7 .P ) P Di< por medio del ultrasonido

) 7 velocidad en m9sDi7 diámetro interior en m

A 7 caudal en m:

9s

A 7 C P 6P %:9<

A 7 Caudal dado en m:9s% 7 altura del mantoc( 8 7

VERTEDERO C ) OBSERVACIONES>ectan#ular <.0:

µ b

( )

+

+

+

−

−=22

*55.01*0041.0

045.06075.0wh

h

B

b

h B

b B µ

*rian#ular <.:1< µ

%{ }

( )

+

++=2

2125

*1**214.05775.0

wh B

hh µ

*rapezoide ;.1; c

Vormula del codoA 7 6 L ? gh2



Donde6 7 f &> 9D'f 7 ;> 7 >adio de la curvatura del codo &> 7 .02-m' para codo !)C >D$ Q <;

D 7 diámetro del codo en m &D 7 .;:-<m'# 7 ?celeracin de la #ravedad

? 7 área de flujo en m< 74

2 Dπ

% 7 diferencia de nivel en el manmetro del codo en mA 7 caudal en m:9s6 7 constante del codo

3a formula empleada para calcular el caudal aproLimado en un codo de tuberíaa /


+irar las alturas del monto del borde del vertedero y la velocidad leía con elcon el medidor ultrasnico. +edir el #radiente de presin en el manmetro del codo. Deben efectuarse &'lecturas por cada vertedero.

*omar las dimensiones tanto del codo como los del vertedero.

V*62ci3a3 :+/; +a4t2 :c+; H c232 :++;

Con los datos tomados y calculados debe elaborarse #raficas en papello#arítmico de A vs H para cada vertedero y A para el codo Indique otros tipos de vertedero y su correspondiente formula Há#ase un análisis de los resultados obtenidos en el laboratorio( elabore susconclusiones y recomendaciones.

>. INFORME



Debe elaborarse un análisis de teorías del principal aplicado en la obtencin dela formulas de los vertederos y deduccin de la eLpresin matemática para el codoy cada uno de los vertederos.

$l informe debe elaborarse cumpliendo las normas vi#entes sobre la elaboracinde informes técnico

?. BIBLIO!RAF#A

+?*?IE( Claudia( +ecánica de fluidos y maquinas %idráulicos $ditorial +aria(,e#unda $dicin)$4 *$ CH@F ( Hidráulica de canales objetos. $ditorial +c "raGHill>@D>"J$K D?K Héctor ?lfonso Hidráulica $Lperimental $scuela Colombianode In#eniería>@M$>* 3. +@**. +ecánica de fluidos aplicado. $ditorial prentice may

,@*$3@ ?)I3? "ilberto. Hidráulico #eneral.





Practica Nº ?BOMBAS EN SERIE Y PARALELO

1. OBETIVOS

1.1 OBETIVO !ENERAL

Conocer la importancia de la disposicin de los circuitos de bombas en serie yen paralelo para un sistema %idráulico


Conocer las condiciones de funcionamiento y operacin para los diferentes

circuitos Determinar la altura( caudal( potencia consumida( potencia %idráulica(rendimiento y cabeza neta de succin positiva para circuitos de bombas enserie y en paralelo Conocer e interpretar el mejor rendimiento de la disposicin y aplicacin yasea por elevacin o eLtensin.

". BASE TE$RICA

Jna #ran variedad de bombas se encuentra disponible para transportarlíquidos en sistemas flujo de fluidos. !ara casos individuales la seleccin y

aplicacin adecuadas de las bombas se requiere una comprensin de suscaracterísticas de funcionamiento y usos típicos( dentro de las cuales uno enparticular para una aplicacin como de bombeo variable. ? menudo es menoscostoso instalar dos bombas en serie o en paralelo que usar una única bombamas #rande que puede quedar sub Q utilizada #ran parte del tiempo. Dosbombas conectadas en serie representan una duplicacin de la car#amientras el caudal no varía estando una o estando mas bombas en seriemientras que dos bombas conectadas en paralelo representan una duplicacindel caudal manteniendo la misma car#a.

BOMBAS EN PARALELO

Jtilizando dos bombas idénticas para alimentar fluido desde la misma fuentey entre#arlo en la misma cabeza duplica la velocidad de flujo entre#ado. $stemétodo se utiliza cuando la capacidad deseada esta más allá del límite decapacidad de cualquier bomba por si sola. $ste método también proporcionafleLibilidad en la operacin del sistema debido a que una de las bombas puedeapa#arse durante las %oras de baja demanda o para darles mantenimiento.



BOMBAS EN SERIE

?l conectar la salida de una bomba a la entrada de una se#unda bomba(

permite la obtencin de la misma capacidad a una cabeza total i#ual a lasuma de los valores de las otras dos bombas. $ste método permite laoperacin contra valores de cabeza altos( los cuales son poco frecuentes. Jnfuncionamiento similar al que se lo#ra por medio de la utilizacin de bombas enserie se puede obtener utilizando.

BOMBAS MULTIETAPAS

Dos o mas impulsores se arre#lan en lamisma cubierta de tal forma que el fluidocorre en forma sucesiva de una a la

si#uiente. $n cada etapa o impulsor seincrementa la presin del fluido de tal formaque se puede desarrollar un valor decabeza total muy elevado.

%. EQUIPO Y MATERIAL A UTILIAR

Manco de bombas en serie y paralelo Cronometro

&. PROCEDIMIENTO

@bservar las condiciones de se#uridad y manejo para la puesta en marc%adel equipo )erificar que eListan las condiciones de ener#ía eléctrica requerida paraponer en funcionamiento el banco.

SISTEMA EN SERIE

)erificar que la válvula &);' se encuentre completamente abierta y &)<'completamente cerrada( lo mismo que la &):'. !render las bombas &M;' y &M<'

?brir completamente &)-' Con la válvula &)0'( cerrada ( tomar las lecturas de los manmetros



);( )< 7 válvulas de succin):( )-()0 5 )álvulas de descar#a,; 7 )acuometro de succin ;,< 7 )acuometro de succin <

d; 7 +anmetro de descar#a ;d< 7 +anmetro de descar#a <M;( M< 7 Mombas ; y <

?brir un poco la válvula &)0' ytomar lecturas de los manmetros y del medidor >epetir el paso anterior %asta que &)0' se encuentre completamente abierta Cerrar las válvulas de descar#as y apoyar las bombas

SISTEMA EN PARALELO

)erificar que las válvulas de succin &v;' y &v<' se encuentren completamenteabiertas !render las bombas ?brir un poco las válvulas &):' y &)0' y mantener la &)-' cerrada. ,e debe procurar que la diferencia manométrica o al menos la presin dedescar#a de las bombas sea i#ual( esto se consi#ue re#ulando las válvulas dedescar#a de cada uno de las bombas con el fin de que la presin en la uninsea i#ual. ,e toman los datos de los manmetros y del medidor para variar posicionesde las válvulas o de las lecturas manométricas. Cerrar las válvulas de descar#a y apa#ar las bombas 3as bombas son autocebantes

'. CÁLCULOS

'.1 ALTURA TOTAL DEL SISTEMA

Ht 7 ?ltura máLima o cabeza que puede dar el sistema!ara el sistema en serie se suman las < car#as de las bombas!ara el sistema en paralelo se toman una de las car#as de la bomba!s;5 !resin a la entrada de la bomba X ;!s<5 presin a la entrada de la bomba X <

!d; 5 !resin a la salida de la bomba X ;!d< 5 !resin a la salida de la bomba X < '." MEDIDA DEL CAUDAL :Q;

t

V Q =



) 5 )olumen de a#ua que pasa por el medidor de flujo &m:'t 5 *iempo que demora el volumen de a#ua en pasar por el medidor &se#.'

'.% POTENCIA CONSUMIDA POR EL SISTEMA

!c 7 !; T !<

!; 7 &);P I;P Vp'!< 7 &)< P I< P Vp'

); 7 !otencial eléctrico aplicado a la bomba X ; &voltios'I;7 Corriente que circula por la bomba X ; &amperios')< 7 !otencial eléctrico aplicado a la bomba X < &voltios'I< 7 Corriente que circula por la bomba X < &amperios'Vp 7 Vactor de potencia

'.& FACTOR DE POTENCIA $s la potencia que entre#an las bombas al fluido

P γ Q Htγ 7 peso especifico del a#ua &; 8# 9m:'A 7 caudal de la bomba &m:9s'Ht 7 altura total de la bomba metros

'.' RENDIMIENTO DEL SISTEMA

Pc Ph=η

'. CABEA NETA DE SUCCI$N POSITIVA

4!,H 7 %sp Y %s Q %f %vp

4!,H 7 %sp Y %s Q %f %vp

%sp 7 cabeza de presin estática &absoluta' aplicada al fluido &en metros de fluido'%s 7 diferencias de elevacin desde el nivel de fluidos en el deposito %acia la

entrada de la bomba%f 7 perdidas por friccin &en la tubería de succin'%sp 7 presin de vapor del fluido &a la temperatura de la bombeo'




3eer los si#uientes datos para la prueba

) 7 ======= voltios Vp 7 ======= n 7 ======== rpm

$laborar las si#uientes tablas para cada uno de los circuitos con los datos leídos*abular

SISTEMA EN SERIEt;

&s'!s;

&8!a'!d;

&8!a'I&?'

H&m H<@'

t<&s'

!s<

&8!a'!d<

&8!a'I&?'

H&m H<@'

A<

&m:9s'

SISTEMA PARALELOSt;

&s'!s;

&8!a'!d;

&8!a'I&?'

H&m H<@'

t<&s'

!s<

&8!a'!d<

&8!a'I&?'

H&m H<@'

A<

&m:9s'

Con los datos leídos calcular cada una de las variables del calculo tipo( sacarconclusiones y elaborar las #ráficas.Ht vs. A!c vs. Aη vs. AHa#a un análisis de los resultados obtenidos en el laboratorio concluya yrecomiende

>. INFORME



Debe elaborarse cumpliendo las normas vi#entes para la elaboracin deinformes técnicos

?. BIBLIO!RAF#A+?*?IE( Claudia( +ecánica de fluidos y maquinas %idráulicos $ditorial +aria(,e#unda $dicin)$4 *$ CH@F( Hidráulica de canales objetos. $ditorial +c "raGHill>@D>"J$K D?K Héctor ?lfonso Hidráulica $Lperimental $scuela Colombianode In#eniería>@M$>* 3. +@**. +ecánica de fluidos aplicado. $ditorial !rentice may,@*$3@ B)I3? "ilberto. Hidráulico #eneral.




LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRÁULICAS

Practica Nº CANALETA PARSHALL

1. OBETIVOS

1.1 OBETIVO !ENERAL

.$studio de la canaleta !ars%all


?nalizar la precisin que debe tener la canaleta para la medicin del flujoutilizando las frmulas con las cuales fue desarrollada. Dar a conocer al estudiante la importancia de la canaleta !ars%all paraeconmicas mediciones de flujo. Comparar la medicin de flujo de la canaleta con otros equipos empleados parael mismo fin.

". BASE TE$RICA

3a canaleta !ars%all está

constituida por tres partesfundamentales5 la entrada( la#ar#anta y la salida. $l medidor!ars%all %a tenido una #ranadaptacin corno estructura deaforo debido a las #randesventajas que presenta. 3apérdida de car#a es muypequeRa en comparacin con laque se ori#inan en otrasestructuras de aforo. 3a canaleta

!ars%all tiene dos puntos para lamedicin de las car#as deentrada Ha y Hb medida en un punto cercano de la seccin de la #ar#anta.Cuando la car#a Hb es considerablemente menor que la car#a HaO se dice que elmedidor trabaja con descar#a libre y en estas condiciones el #asto es funcinúnicamente de la car#a Ha de la entradaO pero cuando la car#a Hb difiere poco dela car#a Ha se dice que el medidor trabaja con sumersin y entonces el #asto es



funcin de las dos car#as Ha y Hb( su relacin se llama #rado de ,umersin.%. APARATOS

. Canaleta !ars%all. . Cinta métrica

. Cronmetro&. PROCEDIMIENTO

$mbra#ar la poleaque permite el movimiento de la canaleta !ars%all. Majar la canaleta al nivel del fondo del canal. )erificar que el tanque subterráneo esté lleno. )erificar que la válvula de descar#a esté cerrada. )erificar que la compuerta del tanque de aquietamiento esté cerrada. $ncender la motobomba y ase#urar el suministro de a#ua al tanque deaquietamiento %asta el nivel de la parte inferior de la compuerta( en caso de

estarlo pasar al si#uiente punto. *omar la lectura de Hi en el piezmetro del tanque de aquietamiento. *omar la altura 4< en le piezmetro del tanque de aquietamiento y el tiempotranscurrido. >epetir el procedimiento tres veces &3as alturas pueden ser de 0 cm'. *omar la lectura ?H en el piezmetro del codo aforador. ?brir la compuerta de entrada a una altura determinada F. $sperar que el caudal se estabilice. *omar los valores de Ha. >epetir el procedimiento para varios caudales.

'. CALCULO TIPO

Calcular el caudal que circula a través de la canaleta !ars%all( conociendo elanc%o de la #ar#anta &F'y la car#a de entrada Ha( mediante la formulaO

A 7 6P HPDonde5

6 7 .;-;00-n 7 ;.-;110

Compare el caudal calculado en la canaleta( con los calculados por medio deltanque de aquietamiento( codo aforador y equipo ultrasonido. Z

Codo +orador A 7 6 P ? & <P# P% ' ;9< Jltrasonido A 7 .P )P DI<



67f&>9D'




!ara la practica se debe llenar la si#uiente tabla

C232a=2ra32r EG-i,2-6tra/24i32 Ni<*6 3*6a0-a 3*6ca4a6

A6t-ra /28r*6a cr*/ta Ca4a6*taPar/a66

∆%&m'

A&m:9s#'

)&m9s'

A&m:9s#'

% &m' H &m' A&m:9s#'

Ha#a un análisis de los resultados obtenidos en el laboratorio( concluya y

recomiende.

>. INFORME

Debe cumplir las normas para la presentacin de informes técnicos

?. BIBLIO!RAF#A








UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FLUIDOS Y TÉRMICAS

LABORATORIOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRÁULICAS

Practica Nº 19RESALTO HIDRÁULICO

1. OBETIVOS

1.1 OBETIVO !ENERALE

.Determinar los diferentes tipos de flujo mediante el resalto %idráulico

1." OBETIVOS ESPEC#FICOS +edir el cambio de ré#imen de un tirante menor al critico y de éste a uno mayorComprobar la situacin física de un fluido de acuerdo al tipo de flujo en que seencuentre. Hacer las comprobaciones del tipo de flujo calculando el número de Vroude

". MARCO TE$RICO

$l resalto %idráulico es el cambio de una profundidad menor a una mayor pasandode un flujo torrencial &supercrítico' a un flujo tranquilo &subcritico'. $ste fenmeno

se presenta en la salida de las compuertas deslizantes( en obstáculos sumer#idosy en la base del vertedero en los embalses.

el punto de vista práctico el resalto %idráulico se utiliza como disipador de ener#íapara evitar la posible erosin a#uas abajo de los vertederos de rebose ycompuertas deslizantes( debido a que reduce rápidamente la velocidad del flujoaumentando su área.

3os tipos de resalto se clasifican de acuerdo al número de Vroude V 7) P) &# P yc'en el flujo entrante.

V 7;. el flujo es critico y no se forma resaltoV 7 ; a ;.2( se presenta resalto ondulante( cuando la superficie del a#ua presentaondulaciones sin retorno del liquidoV 7 ;.2 a <.0 se presenta resalto débil( se desarrolla una serie de remolinos sobrela superficie del resalto pero la superficie a#uas abajo permanece uniforme. 3apérdida de ener#ía es baja.V 7 <.0 a -.0( se reproduce el resalto oscilante( eListe un c%orro oscilante que



entra desde el fondo del resalto %asta la superficie y se devuelve sin nin#unaperiodicidad.

V 7 - a ( se presenta resalto estable( la accin y la posicin de este resalto son

menos sensibles a la variacin en la profundidad a#uas abajo.V 7 o mayores( se produce el resalto fuerte( la accin del resalto es brusca peroefectiva debido a que la disipacin de ener#ía puede alcanzar un :0[.Características5

!érdida de ener#ía( es la diferencia de las ener#ías específicas antes y despuésdel resalto.

( )

( )2*1*4

122

3

Y Y

Y Y E EI E −=−=∆

.$ficiencia del resalto( relacin entre la ener#ía específica antes y después delresalto.

( )( )22

22/32

28

14182

F F

F F E

+

+−+=

.?ltura de resalto( es la diferencia entre las profundidades después y antes delresalto. Hi 7NNl al eLpresar cada término como la relacin con respecto a laener#ía específica inicial

( )2

381

1

1

1

2

1 2

2/12

+

−+−=

F

F O

E

Y

E

Y

E

Hi

3on#itud del resalto( se define como las distancias que %ay desde la cara frontalriel resalto %asta un puntointermedio sobre la superficiedel flujo a#uas abajo con la olaasociada con el salto. !erfilsuperficial del resalto( esnecesario en el diseRo del

borde libre para los muroslaterales del cuenco disipadordonde ocurre el resalto y esimportante para determinar lapresin que debe utilizarse enel diseRo debido a que lapresin vertical en el piso bajo



el resalto %idráulico es la misma que indica el perfil de la superficie del a#ua. 3adeterminacin del perfil del resalto %idráulico se %ace eLperimentalmente pormedio de piezmetros colocados a lo lar#o del fondo del canal rectan#ular adistancias donde se puede observar el cambio de ré#imen del resalto.

%. EQUIPO EMPLEADO

Canal rectan#ular flauta y piezmetros Compuerta Cronmetros Cinta métrica+edidor de a#ujas

&. PROCEDIMIENTO

)erificar que el tanque subterráneo este lleno )erificar que la válvula de descar#a este cerrada

)erificar que la compuerta del tanque de aquietamiento este cerrada $ncender la motobomba y ase#urar el suministro de a#uaal tanque deaquietamiento %asta eO nivel de la parte inferior de la compuerta( en caso deestarlo pasar al si#uiente punto. *omar lectura del %i en el piezométrico del tanque de aquietamiento ,e#uir suministrando a#ua al tanque de aquietamiento y simultáneamente ponera funcionar el cronometro. *omar la altura %i en el piezométrico del tanque de aquietamiento y el tiempotranscurrido >epetir el procedimiento : veces &las alturas pueden ser 0 cm ' *omar la lectura ?% en el piezmetro(del codo aforador. ?brir la compuerta de entrada a una altura determinada G. !ur#ar los piezmetros por medio de la flauta. *omar las lecturas de los piezmetros y con medidor de a#ujas determinar yl enel punto donde se presenta menor profundidad( midiendo también la altura y<Odespués del resalto. >epetir el procedimiento para diferentes caudales

'. CÁLCULOS T#PICOS

Calcular el caudal circulante &A' por medio del codo aforador

( )( ) 2/12

*24

**5.0h g

DQ ∆=

π

Donde5

D 7 diámetro del codoW&- W'( m# 7 constante #ravedad( m9s< ∆ 7 diferencia del altura piezmetro( m



Calcular el tirante crítico &N e' para el caudal circulante por el canal

seg mmunitariocauda b

Q! −= /3

( ) g !Yc /2=

Donde5N c 7 altura critica de la lamina de a#uaq 7 caudal unitario lA 7 caudal( m: .b 7 anc%o del canal( .0: ID.

Con los valores medidos Nl( N< N el valor del tirante crítico calculado( determinarel ré#imen de flujo en la zona del fenmeno.

Yi g V F *

1=

)I 7 q I NI >é#imen supercritico)<7 q I N< >é#imen subcrítico

Determine con la si#uiente formula la relacin de profundidad.

( ) 1812

11

2/12 −+= F Y

Determine la perdida de ener#ía ( ∆$ )

( )

214

12 3

Y Y

Y Y E

−=∆


*oma de datosENER!#A LON!ITUD

RESALTOPROFUNDIDAD

PARA YI PARA Y" YI Y"

∆; 7∆

< 7



>. INFORME

Compruebe la lon#itud de resalto &3' con la medida en la práctica( dibuje con

los datos tomados en el tablero de piezometros el perfil del resalto %idráulico Hvs 3. %a#a un análisis de los resultados en el laboratorio ( concluya yrecomiende.

?. BIBLIO!RAF#A





,@*$3@ B)I3? "I3M$>*@. Hidráulica #eneral



UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FLUIDOS Y TÉRMICAS

LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRÁULICAS.

Practica Nº 11COMPUERTAS

1. OBETIVOS

1.1 OBETIVO !ENERAL

$valuar la importancia de las compuertas en un sistema %idráulico.

1." OBETIVOS ESPEC#FICOS$ncontrar los coeficientes de descar#a Cd y Cc de una compuerta( cuando semantiene una abertura constante.Hallar la fuerza ejercida sobre la compuerta verificando el caudal evaluado(mediante la ecuacin correspondiente a compuertas.$valuar las velocidades antes y después de la compuerta

". BASE TE$RICA

3as compuertas son aberturas practicadas en las estructuras %idráulicas parapermitir el paso del a#ua yposeen las propiedades%idráulicas de los orificios(no eListen normas para susproyectos y los realizadostienen #rados decontraccin variable. 3adescar#a puede ser libre.,umer#idoJna compuerta con suborde inferior en el lec%ode un canal o cerca de élse le llama compuerta deevacuacin. !ara calcularel #asto por unidad( bastaaplicar el terreno deMernoulli a dos seccionesde movimiento paralelo.



%. APARATOS

Canal rectan#ular

Cronometro y recipiente medidor +edidor de a#ujasCompuertaCinta métrica

&. PROCEDIMIENTO

>evisar que el tanque de suministro ten#a a#ua $ncender la +otobomba y ase#urar el suministro de a#ua a la cámara deaquietamiento. ?brir la compuerta para permitir el paso del a#ua %acia el canal( %acer las

lecturas correspondientes de +\ en el codo aforador( car#a antes de la compuerta&dI' y la abertura de la compuerta &'. >e#istrar los datos en el aneLo. ,ituar el medidor de a#uja en el punto donde se presenta la profundidad mínimade a#ua en el canal &d<' y re#istre la lectura. >epetir el procedimiento para diferentes caudales &1 mínimo' Cerrar la válvula y apa#ar la motobomba.

'. CÁLCULO TIPO

!ara calcular el coeficiente de descar#a( para los diferentes caudales de laeLperiencia( se utiliza la si#uiente ecuacin.

1/*1 d aCc

Cccd

+=

Donde5

Cc 7 Coeficiente de Contraccina 7 ?ltura del suelo al borde de la compuerta &abertura de la compuerta'dI 7 ?ltura mínima del a#ua en el canal

!ara el coeficiente de contraccin

Cc 7 Cd T Cd< T a 9 dI

!ara la fuerza sobre la compuerta &V' aplicamos la ecuacin de cantidad demovimiento( para el mayor caudal5



MP Y P ] &dl'< 9< &Cc 9 <'<^ f7 q P γ 9 " P &)<);'Donde5

M 7 ?nc%o del canalγ

7 !eso específico del a#ua &#r9cm:' A 7 Caudal a través de la compuerta)<);7 Diferencia de velocidades &?' # 7 #ravedad 7 .; mls<

. ANÁLISIS E INTERPRETACI$N DE RESULTADOS.

!ara la práctica se debe llenar la si#uiente tabla.

V26Litr2/

Ti*+,2:/0;

V26+% /

U4it+" /

31+ 3"+

a+

C3 Cc Cc3" a

Qt*2ri+" /

E F)0

Ha#a un análisis de los resultados obtenidos en el laboratorio( concluya yrecomiende.

>. INFORME

Debe cumplir las normas para la presentacin de informes técnicos

?. BIBLIO!RAF#A










Practica Nº 1"BOMBAS CENTRIFU!AS

1. OBETIVOS

1.1 OBETIVO !ENERAL

Conocer la importancia del uso las aplicaciones y las ventajas de utilizar unabomba de flujo radial


Determinar la altura &Ht' caudal &A' ( potencia consumida &p' potencia%idráulica &!%' rendimiento &n' y la cabeza neta positiva de succin &4!,H'

$laborar e interpretar las curvas características de la bomba &Ht( !%( η ' vsA.

". BASE TE$RICA

3as bombas centrifu#as pertenecen al#rupo de las bombas rotodinámicos lascuales adicionan ener#ía al fluidoacelerándolo a través de la accin deun impulsor #iratorio.

$l fluido se alimenta %acia el centrodel impulsor y después se lanza %acia afuera a través de las paletas.

$ntre las bombas rotodinámicos

encontramos las bombas centrifu#asdonde el flujo es descar#adoradicalmente las impulsoras o delimpulsor donde el flujo es lanzadoaLialmente o sea( en direccin paralela



al eje de rotacin y las de circulacin donde el flujo es lazando en forma radioaLial &miLto'.

%. APARATO A UTILIAR

Manco de bomba centrifu#a !inza voltiamperimétrica Dispositivo de codo medidor decaudal

&. PROCEDIMIENTO

@bservar las condiciones de se#uridad y manejo para las puestas enmarc%a del equipo )erificar que %aya las condiciones de ener#ía eléctrica requerida para poner

en funcionamiento la bomba. !render la bomba con la válvula de paso cerrada y verificar que el sistemaeste cebado. $n caso contrario apa#ar la bomba y proceder a cebar el sistema ?brir la válvula de paso lentamente e ir tomando lecturas de !resin de descar#a( presin de succin( % en el manmetro del codomedidor ?mperios en una línea consumidos por el motor )oltaje entre fases del motor *omar de ; a ;< lecturas para la prueba %asta la válvula de paso estetotalmente abierta.

'. CALCULO TIPO

'.1 ALTURA TOTAL DE LA BOMBA

Ht 7 altura máLima o cabeza que puede dar la bombaHt 7 %d Q %s ( )O H m 2

%s 7 vacumetro a la entrada de la bomba%d 7 manmetro a la salida de la bomba

'." MEDIDA DEL CAUDALA5 medido en el codo de /A 7 v P?v 7 velocidad

? 7 área seccin codo



'.% POTENCIA HIDRÁULICA

$s la potencia que entre#a la bomba al fluido.

η *3 F"VI Pc =

) 7 !otencial eléctrico aplicados al motor &voltios'I 7 corriente que circula por el motor &amperios'η 7 eficiencia del motor &.' dado por el fabricanteVp 7 factor de potencia del motor &.' placa de características del motor 3 7 factor para !c para motores trifásicos

'.&. POTENCIA HIDRÁULICA

$s la potencia que entre#a la bomba al fluido

!% 7γ

A Htγ 7 peso especifico del a#ua 7 ; 6# 9m:

A 7 caudal de la bomba &m:9s'Ht 7 altura total de la bomba &m H<@'

'.' RENDIMIENTO DEL SISTEMA

Pc

Ph=η

'. CABEA NETA DE SUCCI$N POSITIVA

NPSH /, ± / = <,

%sp 7 cabeza de presin estática &absoluta' aplicada al fluido%, 7 diferencias de elevacin desde el nivel de fluidos en el deposito %acia laentrada de la bomba%f 7 perdidas por friccin en la tubería de succin%sp 7 presin de vapor del fluido a la temperatura de la bombeo



. INTERPRETACI$N DE RESULTADOS

3eer los si#uientes datos para la prueba

) 7 ============== voltios Vp============ $laborar la si#uiente tabla con los datos obtenidos)elocidad&m9s'

Corrienteconsumida &?'

Descar#a&m de H<@ '

,uccin & mde H<@'

U % &m de H<@'

Deben tomarse datos %asta abrir completamente la válvula de descar#a conlos datos leídos ( calcular cada una de las variables del calculo tipo ( sacarconclusiones y elaborar las si#uientes #ráficas

H vs A( !t vs A( η vs A

Describa el ensayo completo y el ensayo elemental de una bomba e indiquea que tipo de ensayo pertenece el por usted realizado.

>. INFORME

$l informe debe elaborarse cumpliendo las normas vi#entes para la elaboracinde informes técnicos

?. BIBLIO!RAF#A

+?*?IE( Claudia( +ecánica de fluidos y maquinas %idráulicos $ditorial +aria(,e#unda $dicin)$4 *$ CH@F ( Hidráulica de canales objetos. $ditorial +c "raGHill>@D>"J$K D?K Héctor ?lfonso Hidráulica $Lperimental $scuela Colombianode In#eniería>@M$>* 3. +@**. +ecánica de fluidos aplicado. $ditorial prentice may,@*$3@ B)I3? "ilberto. Hidráulico #eneral



UNIVERSIDAD FRANCISCO DE P AULA SANTANDERDEPARTAMENTO DE FLUIDOS Y TÉRMICAS

LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRÁULICAS

Practica Nº 1%BOMBAS DE DESPLAAMIENTO POSITIVO ROTOESTAT6CAS

1. OBETIVO

Comprobar eLperimentalmente el funcionamiento de las bombas dedesplazamiento !ositivo rotoestática.

$laborar las curvas características de su funcionamiento

". BASE TE$RICA. ?l #rupo de bombas dedesplazamiento positivo pertenecenlas bombas alternativas y lasrotoestáticas &rotativas'( en ellas elrodete comunica ener#ía al fluido enforma de presin. ,u estudio se basaen el principio del desplazamientopositivo que consiste en elmovimiento de un fluido causado porla disminucin del volumen de unacámara.

%. APARATOS

Manco de pruebas de bombas >otoestáticas *ermmetro Cronmetro

&. PROCEDIMIENTO.

$l sistema no debe presentar. fu#as ni vibrar eLcesivamente. )erificar que las válvulas( de admisin y de impulsin estén completamenteabiertas. )erificar que la válvula de proteccin del manmetro( se encuentretotalmente cerrada. ,e procede a poner en marc%a la bomba( con la velocidadseleccionada en el selector. ,e toman las lecturas de los instrumentos de medicin en este punto así5



*omar la lectura del volumen de llenado de la cámara en un tiempo determinado *omar lectura del manmetro *omar lectura del vacumetro

*omar lectura del voltaje *omar lectura del amperaje la cámara en un tiempo detern;inado.

,e repite el procedimiento de lectura variando la apertura de la válvula deimpulsin &mínimo 1 lecturas para la apertura de la válvula de impulsin'.

NOTA. ;. ,e debe tener cuidado de 4@ cerrar totalmente la válvula de impulsinOporque se pueden daRar los equipos.

NOTA. <. ,i la a#uja del manmetro de impulsin vibra muc%o( se cierra la válvulaque lo comunica

NOTA. :. 3a válvula de impulsin se abre( %asta que la a#uja del manmetrolle#ue al se#undo tercio de la carátula( por se#uridad.

Jna vez a#otado el procedimiento anterior( se aumenta la velocidad de la bombay se repite todo el proceso.

'. CALCULO TIPO

$l cálculo están dados por5

'.1 R. P. M.

3as r.p.m se calculan con base a la frecuencia seleccionada y esta dada por5

r.p. m 7 ;<P frecuencia I X de polos 7 : P frecuencia

'." CAUDALJ :Q;

A 7 volumen &#alones' I tiempo &min.'

'.% PRESI$N DIFERENCIAL TOTAL :Pt3;

!td 7 !d !s

Donde 5

!s 7 !resin a la entrada de la bomba!d 7 !resin a la salida de la bomba



'.& POTENCIA DE ENTRADA AL MOTOR

!m &Hp' 7 ;.2:< cos _ P ) P ?9 2-12-1 7 factor de conversin de Gat a Hp) 7 lectura del voltímetro

? 7 3ectura del ?mperímetroCos 77 factor de potencia del motor &.1'

'.' POTENCIA DE ENTRADA A LA BOMBA

!b &Hp' 7 e%p P nd P ni

Donde 5

nd 7 eficiencia del motor eléctrico &.'ni 7 eficiencia del mecanismo intermedio &.'

'. POTENCIA DE SALIDA DE LA BOMBA

!% &Hp' 7 &A P !td I ;2;-.-2'

Donde5

A en #.p.m!td en !si

'.> EFICIENCIA DE LA BOMBA

100*)/((%)7 Pb Ph=η

'.? EFICIENCIA TOTAL DEL SISTEMA

t # n"nd η η **(%) =




Vrecuencia ========= HzO voltaje ========= voltiosO MombaP2/ic.. Va6 V26 :6itr2/; T

:/*0-432/;Vac-+*tr2 Ma4K+*tr2 a+,*ra*

$laborar las si#uientes #ráficas

;. Capacidad &#.m.p' vs presin diferencial total &!si'<. !otencia de entrada a la bomba &H!' vs !resin diferencial total &!si':. $ficiencia de la bomba &[' vs !resin diferencial total &!si'>. INFORME

$l informe debe elaborarse cubriendo todos los normativos para lapresentacin de informes técnicos

?. BIBLIO!RAF#A

+?*?IE( Claudio +ecánica de fluidos y máquinas. $ditorial Haría ,e#unda

$dicin





guias de lab. de fluidos curso vacacional ufps

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