informe de impacto de chorro sobre alabes

COMPUESTOS DEL VANADIO

Prof.: Vilchez Prez Impacto de Chorro sobre Alabes

Universidad Nacional del Callao

OBJETIVOS

Medir directamente la fuerza generada por un chorro lquido cuando impacta sobre una superficie slida (labe).

Visualizar la forma en que es desviado el chorro por el labe.

MARCO TERICO

Fuerza de Impacto sobre un Alabe

La fuerza ejercida por el fluido sobre el labe mostrado en la fig. (a) est dado por:

FY = -Q (Vs cos ( - Ve) = Q (Ve Vs cos ().... Ec. Cantidad de Movimiento

Fig (a)

Donde, por lo general, la velocidad de salida es menor que la velocidad de entrada debido a los efectos del rozamiento entre el fluido y la superficie del labe: Vs = K Ve, K < 1

( FY = Q Ve (1-K cos () Aplicando la ecuacin de la energa entre las posiciones (0) y (e) se tiene:

Vo/2g ( Po / ( + Zo = Ve/2g + Pe/( + Ze + Ho-e

Donde:

Vo = Q/( = 4Q/(D; D es el dimetro del chorro

Po = Pe = P. Atmosfrica

Zo = 0, Ze = h

ho-c = 0 (prdidas de energa)

Entonces:

Luego:

Para la superficie plana fig. (b) se tiene: 0 = (/2 y cos 0 = 0, entonces:

Para la superficie semiesfrica fig. (c) se tiene: ( = ( y cos ( = -1, entonces:

EQUIPOS Y MATERIALES A UTILIZARa) El equipo consta de una bomba centrfuga que impulsa el agua hacia una tobera encerrada en un recipiente cilndrico de acrlico transparente. Esta tobera dirige verticalmente hacia arriba el chorro de agua que impacto sobre un labe de superficie plana o semiesfrica, situada a una altura h conocida. Ver figura.

El agua, despus del impacto, se drena por la base inferior del cilindro de acrlico hacia un depsito graduado para la determinacin del caudal volumtrico Q = (/t El labe est unido rgidamente a un brazo nivelable y convenientemente graduado por una regla milimtrica, y por cuya cara superior desliza libremente un peso conocido. El brazo est restringido en su movimiento de vaivn por un resorte dbil cuya misin es la de permitir que con la pesa deslizante en la posicin cero, el brazo se mantenga en posicin horizontal comprobado adicionalmente por un nivel de burbuja incorporado o por el pin que cuelga libremente del extremo del brazo. b) Alabes, plano y semiesfrico

c) Equipo de bombeo de agua

d) Termmetro

e) Probeta graduada de 500ml

PASOS A SEGUIR EN LA EXPERIENCIA

1. Nivele el equipo de impacto.

2. Mida la temperatura del agua y determine el valor de la densidad (use tablas)

3. Coloque el peso deslizante, 20gr en la posicin cero, nivele el brazo.

4. Haga circular un chorro de agua dbil que impacte en el labe luego verifique su nivelacin desplazando la pesa sobre el brazo pivotante. Anote el desplazamiento (X desde el punto de origen. La salida del chorro de agua del labe debe ser simtrica al eje del chorro.

5. Mida el tiempo en llenar un recipiente graduado (500ml) y establezca el caudal volumtrico circulante.

6. Ajustar con la tuerca correspondiente la tensin en el resorte de modo que con la pesa deslizante en la posicin cero el brazo pivotante se halle en posicin horizontal.

7. Incrementar el flujo gradualmente restableciendo en cada caso el equilibrio mediante el corrimiento de la pesa deslizante y anotando para cada caso el desplazamiento desde el origen. Repite los pasos 5-7 hasta lograr un suficiente nmero de mediciones.

HOJA DE DATOS Y CLCULOS

DATOS DE LABORATORIO:

El peso del labe semiesfrico es:Wa = 0,966 N

El peso del labe plano es:

Wa = 0,855 N

Dimetro de la tobera (chorro): D = 10 mm.

MEDICIONES Y RESULTADOS:

Temperatura del agua: 17.5 C

( = 998.60 kg/m3; X = 0.18 m; h = 0.019 m; k = 0.9AlabeExp.

NV

(m3)T

(seg)X

(m)Q

(m3/s)V0

(m/s)F (N)

Exper.F (N)

Terico%

Error

Semi -

esfrico

10.5x10-31.820.1202.75x10-43.500.981.7140

Semi -

esfrico

20.5x10-31.030.1354.85x10-46.181.845.5060

Semi -

esfrico

30.5x10-30.980.1305.10x10-46.492.136.1060

Semi -

esfrico

40.5x10-30.860.1155.81x10-47.402.207.8360

Clculos a)Determinacin de la fuerza de impacto experimental:

Equilibrio inicial: ( M( = 0

FR.d (W + Wa) . X = 0

( FR.d = W.X + Wa.X Equilibrio final:

FR.d W (X + (X) Wa . X + Fy.X = 0

( FY = W.(X/X b)Determinacin de la fuerza de impacto terico:

Para la superficie plana fig. (b) se tiene: 0 = (/2 y cos 0 = 0, entonces:

Para la superficie semiesfrica fig. (c) se tiene: ( = ( y cos ( = -1, entonces:

c) Determinacin del porcentaje de error

Haciendo los clculos: Hallando el caudal:

Hallando el Vo:

Hallando el F experimental:

Hallando el F terica:

BIBLIOGRAFA

Libros y Separatas:

Mecnica de Fluidos- Irving Shames

Mecnica de Fluidos (Irving H. Shames, McGraw-Hill, 3ra Ed)

Experimentos de Mecnica De Fluidos-Alejoz Z. Romero Mecnica de Fluidos Ing. Mario Garca Prez-Pg.31-34

Pginas de Internet:

http://es.wikipedia.org/wiki/Alabes http://www.elrincondelvago.com http://www.monografias.com EMBED Equation.DSMT4

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% error = (Fterica Fexperim.)/Fterica x 100




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informe de impacto de chorro sobre alabes

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