instituto tecnológico de la laguna

7/24/2019 Instituto Tecnolgico de La Laguna

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INSTITUTOTECNOLGICO DE LA

LAGUNA

Depto. de Ingeniera

Qumica

Materia: Laboratorio Integral I

Ing. Alejandro RomeroBarrientos

Prctica II: Cavitacin, TuboVenturi y cuacin de Bernoulli


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Presenta: !iana Rosa BarrnRuelas

No. de control: "#"#$%&'

INSTITUTO TECNOLOGICO DE LA LAGUNA

LABORATORIO INTEGRAL I

Introduccin.

La unidad de Cavitacin, Bernoulli y Tuo de !enturi "e #a di"e$ado %ara de&o"trar al'una" de

la" %o"ile" %r(ctica" )ue "e con"i'uen con un tuo de !enturi, entre la" cuale" "e encuentran*

E"tudio de la Cavitacin, Bo&a de a"%iracin +di"&inucin de %re"in en un de%"ito y

deter&inacin de la "eccin e-acta del tuo !enturi, e"tudio del Teore&a de Bernoulli.

arco terico.

Cavitacin: Lacavitacino

as(iraciones envac/oes un

e)ecto#idrodin(&ico*ue se (roduce

cuando ela'uao cual*uier otro0luidoen

estado l+*uido (asa a gran velocidad

(or una arista alada, (roduciendo una

descom(resin del -uido debido a la

conservacin de lacon"tante de Bernoulli.

uede ocurrir *ue se alcance la%re"in de

va%ordell/)uidode tal )orma *ue

las&ol1cula"*ue lo com(onen cambian

inmediatamente a estado deva%or,

)orm/ndose burbujas o, m/s

correctamente,cavidades. Las burbujas

)ormadas viajan a 0onas de mayor (resin e i&%lo"ionan1el va(or regresa al

estado l+*uido de manera s2bita, 3a(last/ndose4 bruscamente las burbujas5

(roduciendo una estela de gas y un arran*ue de metal de la su(ercie en la

*ue origina este )enmeno.

La im(losin causaonda" de %re"in*ue viajan en el l+*uido a velocidades

(r6imas a las del sonido, es decir inde(endientemente del -uido la

velocidad ad*uirida va a ser (r6ima a la del sonido. stas (ueden disi(arse

en la corriente del l+*uido o (ueden c7ocar con una su(ercie. 8i la 0ona

donde c7ocan las ondas de (resin es la misma, el material tiende adebilitarse metal2rgicamente y se inicia una erosin *ue, adem/s de da9ar
https://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidrodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidrodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoullihttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_de_vaporhttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_de_vaporhttps://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttps://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttps://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttps://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)https://es.wikipedia.org/wiki/Implosi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Onda_de_presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidrodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoullihttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_de_vaporhttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_de_vaporhttps://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttps://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)https://es.wikipedia.org/wiki/Implosi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Onda_de_presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADo


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la su(ercie, (rovoca *ue sta se convierta en una 0ona de mayor (rdida

de (resin y (or ende de mayor )oco de )ormacin de burbujas de va(or. 8i

las burbujas de va(or se encuentran cerca o en contacto con una (ared

slida cuando im(losionan, las )uer0as ejercidas (or el l+*uido al a(lastar la

cavidad dejada (or el va(or dan lugar a (resiones locali0adas muy altas,

ocasionando (icaduras sobre la su(ercie slida. ;tese *ue de(endiendode la com(osicin del material usado se (odr+a (roducir una o6idacin de

ste con el consiguiente deterioro del material.

Tubo de venturi:


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opistn, e-i"tiendo tuo" %ara la "alida o entrada de

l/)uido con "u" v(lvula" corre"%ondiente". La

o&a a"%irante tiene el cuer%o de o&a a

a"tante di"tancia del de%"ito y un tuo, lla&ado

de aspiracin, con "u e-tre&o in0erior "u&er'ido

en el l/)uido, conectando el cuer%o de o&a y elde%"ito. Con"ta de do" v(lvula" )ue "e aren de

aa2o a arria, una en el 0ondo del cuer%o de o&a

y la otra en el 1&olo. Si %arti&o" del 1&olo

"ituado en la a"e del cuer%o de bomba, cuando lo

eleva&o", )ueda enrarecido el aire del interior y el

aire contenido el tuo de a"%iracin levanta la

v(lvula del 0ondo del cilindro, con lo )ue %a"a al

interior del cuer%o de o&a al &i"&o tie&%o )ue

el l/)uido del de%"ito "ue %or el tuo deido al e0ecto de la %re"in at&o"01rica e2ercida "ore

la "u%er0icie de l/)uido lire del de%"ito. Cuando el 1&olo de"ciende, "e cierra la v(lvula )ueconecta el tuo con el cuer%o de o&a y al co&%ri&ir"e el aire )ue )ueda en el &i"&o, "e are

la v(lvula del 1&olo, %er&itiendo )ue e"e aire "al'a al e-terior con0or&e va de"cendiendo el

%i"tn. De"%u1" de e2ecutar varia" vece" la dole carrera de a"cen"o y de"cen"o del 1&olo, y

"e'3n la lon'itud del tuo de a"%iracin lle'ar( a "alir %or 1l el l/)uido. Co&o la colu&na de

a'ua )ue e)uilira la %re"in at&o"01rica e" de alrededor de 45 &, no e" %o"ile elevar a'ua

&(" de e"a altura con una o&a #idr(ulica.

Teorema de Bernoulli.

l (rinci(io de Bernoulli,

tambindenominado ecuacin de

Bernoulli o Trinomio de

Bernoulli, describe el

com(ortamiento de

un -uido en

re(oso movindose a lo

largo de una corriente de agua. =ue e6(uesto (or !aniel Bernoulli en su

obra >idrodin/mica 1"?#&5 y e6(resa *ue en un -uido ideal

1sin viscosidad ni ro0amiento5 en rgimen de circulacin (or un conducto

cerrado, la energ+a *ue (osee el -uido (ermanece constante a lo largo de su

recorrido. La energ+a de un -uido en cual*uier momento consta de tres

com(onentes:

4. Cin1tica* e" la ener'/a deida a la velocidad )ue %o"ea el 0luido.

6. 7otencial 'ravitacional* e" la ener'/a deido a la altitud )ue un 0luido %o"ea.

8. Ener'/a de 0lu2o* e" la ener'/a )ue un 0luido contiene deido a la %re"in )ue %o"ee.

La "i'uiente ecuacin conocida co&o 9Ecuacin de Bernoulli: +Trino&io de Bernoulli con"ta

de e"to" &i"&o" t1r&ino".

donde*

; velocidad del 0luido en la "eccin con"iderada.


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; den"idad del 0luido.

; %re"in a lo lar'o de la l/nea de corriente.

; aceleracin 'ravitatoria

; altura en la direccin de la 'ravedad de"de una cota de re0erencia.

7ara a%licar la ecuacin "e deen reali


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Tuber"a

La ecuacin de #ernoulli y

la ecuacin de

continuidad tambi$n nos dicen

que si reducimos el rea transversal deuna tuber"a para que aumente la

velocidad del %uido que pasa por ella se reducir la presin. es la

di&erencia de presin entre la base y la boca de la chimenea en

consecuencia los gases de combustin se e'traen me!or.

Natacin

La aplicacin dentro de este deporte se ve re%e!ado directamente

cuando las manos del nadador cortan el agua generando una menorpresin y mayor propulsin.

Carburador de automvil

(n un carburador de automvil la presin del aire que pasa a

trav$s del cuerpo del carburador disminuye cuando pasa por un

estrangulamiento. )l disminuir la presin la gasolina %uye se

vapori*a y se me*cla con la corriente de aire.

+lu!o de %uido desde un tanque

La tasa de %u!o est dada por la ecuacin de #ernoulli.

,ispositivos de -enturi

(n o'igeno terapia la mayor parte de sistemas de suministro de

d$bito alto utili*an dispositivos de tipo -enturi el cual est basado

en el principio de #ernoulli.

)viacin

Los aviones tienen el e6trads 1(arte su(erior

del ala o (lano5 m/s curvado *ue el intrads

1(arte in)erior del ala o (lano5. sto causa *ue la

masa su(erior de aire, al aumentar su velocidad,

disminuya su (resin, creando as+ una succin

*ue ayuda a sustentar la aeronave.


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1.- Estudio de la cavitacin

O2etivo*O"ervar el 0en&eno de la cavitacin con conduccin 0or


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8.Colo)ue el e-tre&o de la otra

&an'uera 0le-ile, a la "alida del

e)ui%o en el de%"ito

volu&1trico.

F.Cerrar la" llave" de lo" tuo"

&ano&1trico" %revia&ente

vaciado".

.acer la" "i'uiente" cone-ione"*

Conexin Venturmetro Se conecta en Llave manomtrica

1 4 y H

2 6

8

! !acu&etro

" an&etro

# F

.Encienda la o&a y, "uave&ente, ara la v(lvula #a"ta arirla co&%leta&ente.

J.O"ervar la 0or&acin de uru2a", lo )ue indica la e-i"tencia de cavitacin. E"cuc#eta&i1n el ruido caracter/"tico )ue "e %roduce al arir r(%ida&ente la v(lvula.

2.-Bomba de aspiracin

O2etivo* O"ervar co&o un l/)uido en un de%o"ito e" 9a"%irado: #a"ta otro de%"ito con &enor%re"in.

aterial*

4. Banco o Gru%o idr(ulico?E 556. Unidad de !enturi, Bernoulli y Cavitacin ?E 66

7rocedi&iento*

4.Co&%roar )ue el tuo de !enturi e"t( en %o"icin diver'ente.


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6.Conectar el e)ui%o al Banco idr(ulico %or la &an'uera 0le-ile con cone-in r(%ida.

8.Colo)ue el e-tre&o de la otra &an'uera 0le-ile, a la "alida del e)ui%o en el de%"ito

volu&1trico.

F.Cerrar la" llave" de lo" tuo" &ano&1trico" %revia&ente vaciado".

.acer la" "i'uiente" cone-ione"*


1 4 y H2 6

8

! Una de la" llave" de de%"ito 4

" an&etro

# F

Se$unda llave al depsito 1 !acu&etro

HNota* 7ara e"ta cone-in "e #ar( u"o del acce"orio en 9K:.

.Arir la" do" llave" del de%"ito 4

J.Encienda la o&a y, "uave&ente, ara la v(lvula #a"ta arirla co&%leta&ente.

.O"ervar co&o va di"&inuyendo la %re"in del de%"ito, re0le2ada en el vacu&etro y e"%erar

a )ue la &edida del vacu&etro "e e"tailice, )ue "er( cuando "e alcance el valor &(-i&o de

vac/o.

M.Cierre la" do" v(lvula" del de%"ito 4 y a%a'ue la o&a.

45.Llene el de%"ito 6 con colorante. +A"e'3re"e )ue la v(lvula "e encuentra cerrada

44.De"conecte la &an'uera de de%"ito 4 )ue va a la to&a F y col)uela en la v(lvula del

de%"ito 6.

46.Ara la v(lvula del de%"ito 6 y la v(lvula del de%"ito 4, o"erve c&o el a'ua "ue de

de%"ito in0erior al "u%erior.


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%eterminacin de la seccin exacta del tubo Venturi& estudio del 'eorema de

Bernoulli

O2etivo* Deter&inar la "eccin e-acta A6en el tuo de !enturi.

aterial*

4. Banco o Gru%o idr(ulico?E 55

6. Unidad de !enturi, Bernoulli y Cavitacin ?E 66

8. 7roeta de %l("tico ca%acidad 4L.

F. Cron&etro.

. Reci%iente 'ri" +&edio tan)ue.

7rocedi&iento*

4. Co&%roar )ue el tuo de !enturi e"t( en %o"icin conver'ente.

6.Conectar el e)ui%o al Banco idr(ulico %or la &an'uera 0le-ile con cone-in r(%ida.

8.acer la" "i'uiente" cone-ione"*


1 4 y an&etroH

2 6

8

! F

"

# !acu&etro

HNota* 7ara e"ta cone-in "e #ar( u"o del acce"orio en 9K:.

F.Encienda la o&a y, "uave&ente, ara la v(lvula #a"ta arirla co&%leta&ente.

.Diri2a el 0lu2o #acia la %roeta y &ida el tie&%o )ue tarda en llenar"e un litro.

Dato" otenido"*

'( 84C

%ensidad( MM.8F 'P&8

)1( 5.555FM4

.Co&%lete la "i'uiente tala*

Caudal *+ , 1*bar, 2*bar,

Litro" Tie&%o+"e'


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4 J.65 5.555 5.555

4 .855 4.5555 5.6F55

4 F.855 4.555 5.F555

4 8.J555 6.5555 5.F55

C(lculo"* El caudal &edido con la ayuda del tuo !enturi vendr( dado %or la "i'uientee-%re"in.

Q=CdA22g(P

1P

2)

g

1(A2A1)2

Donde*

Q* &8P"e'

A4*F.M445F &6

Cd* 5.M +0actor de de"car'a

7* '0P&6

@;'P&8

Presin

Manmetr

o

Presin /

-acumetro

-olumen Tiemp

o

Cauda

l 012

N3

prueb

a

Ba

r

@g)m Bar @g)m litros m segund

os

ms

$.D

D$%&.D&

E$.$& E&"D.?? " $.$$" ?.&FD$ ".F&E$G

"".

/ " "$"%?.

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E$.FG EFGG?.#F " $.$$" D.#'$$ ".&?E

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FD.

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D

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$G

#&.

5 F F$#%G.

#F

E$.DG EDD$'.G? " $.$$" #.?$$$ F.?$E

$G

DF.

Volumen(

D=2(P1P2)

A2=

Q A1

(0.9216DA12+Q

2 )1

2


12/14

1L x 1m

3

1000L=1x10

3m

3

P0Manom$trica26

1.0325 =5098.58Kgf

m2

0.5

. x

10197.16Kgf

m2

1.0325 =10004.84Kgf

m2

1. x

10330Kgf

m2

1.0325 =20009.68

Kgf

m2

2

.x

10330Kgf

m2

1.0325 =15007.26Kgf

m2

1.5

.x

10197.16Kgf

m2

1.0325 =24011.42Kgf

m2

2.4

. x

10330Kgf

m2

P2 (Presin manomtrica)

1.0325 =1500.72.42Kgf

m2

0.15

.x

10330Kgf

m2

1.0325 =3001.45Kgf

m2

0.3

. x

10330Kgf

m2


13/14

1.0325 =6002.9Kgf

m2

0.6

. x

10330Kgf

m2

1.0325 =4602.22Kgf

m2

0.46

.x

10330Kgf

m2

1.0325 =7203.48Kgf

m2

0.72

. x

10330Kgfm

2

ara determinar el caudal +*

Q=Volumen (m3)Tiempo(s)

Conclu"ione"*

ediante el e"tudio de 1"to" diver"o" 0en&eno" %ode&o" ver la relacin del %rinci%io

de Bernoulli en a%licacione" indu"triale" y a"/ &ani%ularlo" a conveniencia evitando

)ue "e %rodu


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#tt%"*PPe".ii%edia.or'PiiPE0ecto!enturiVTuode!enturi

#tt%"*PPe".ii%edia.or'PiiPCavitaciWC8WB8n

#tt%"*PP%eraltalo'.ord%re"".co&P0i"icaP"e'undocorteP0luido"Pilio'ra0iadedaniel

ernoulliPteore&adeernoulliy"u"a%licacione"P

www.dfa.uv.cl/~jura/Fisica_I/semana_XIII_2.pdf
https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Venturi#Tubo_de_Venturihttps://es.wikipedia.org/wiki/Cavitaci%C3%B3nhttps://peraltablog.wordpress.com/fisica/segundo-corte/fluidos/bibliografia-de-daniel-bernoulli/teorema-de-bernoulli-y-sus-aplicaciones/https://peraltablog.wordpress.com/fisica/segundo-corte/fluidos/bibliografia-de-daniel-bernoulli/teorema-de-bernoulli-y-sus-aplicaciones/http://www.dfa.uv.cl/~jura/Fisica_I/semana_XIII_2.pdfhttps://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Venturi#Tubo_de_Venturihttps://es.wikipedia.org/wiki/Cavitaci%C3%B3nhttps://peraltablog.wordpress.com/fisica/segundo-corte/fluidos/bibliografia-de-daniel-bernoulli/teorema-de-bernoulli-y-sus-aplicaciones/https://peraltablog.wordpress.com/fisica/segundo-corte/fluidos/bibliografia-de-daniel-bernoulli/teorema-de-bernoulli-y-sus-aplicaciones/http://www.dfa.uv.cl/~jura/Fisica_I/semana_XIII_2.pdf

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