Universidad Tecnolgica de PanamFacultad de Ingeniera MecnicaLic. en Ingeniera Naval

Laboratorio de Mecnica de Fluidos

Conservacin de Masa

Grupo: 1 NI 131Subgrupo A

Integrantes:Gloria Illueca 8-886-2065Yackeline Glvez 2-732-1732Kevin Sousa 8-874-1134

Prof. Miguel Jovan

Instructor: Adrian Mess

Fecha de entrega: 27 de Mayo del 2015Marco Terico

La conservacin de masa es uno de los principios fundamentales en la naturaleza. Todos estamos familiarizados con este y no es difcil de comprender. La masa, al igual que la energa es una propiedad que se conserva y no puede ser creada ni destruida durante un proceso.El principio de conservacin de masa para un volumen de control puede ser expresado como: la transferencia neta de masa desde o hacia un volumen de control durante un intervalo de tiempo es igual al cambio neto en la masa total dentro del volumen de control durante dicho . = La ecuacin anterior tambin se puede expresar en forma de tasas, es decir: = Donde , ; representa el flujo msico que entra y que sale del volumen de control, respectivamente y ; la tasa de cambio de masa dentro de las fronteras del volumen de control.Considere un volumen de control de forma arbitraria, tal cual aparece en la figura 1. La masa de un volumen diferencial dentro del volumen de control es =, y la masa total dentro del volumen de control en cualquier instante de tiempo est dada por la integral de esta expresin: = Consecuentemente la tasa de cambio de masa dentro de las fronteras del volumen de control estara dada por: = /Ahora considere el flujo de masa que entra o sale del volumen de control a travs del rea diferencial en una superficie de control de un volumen de control fijo. Aqu es el vector unitario normal al rea y la velocidad del flujo en relativa a un sistema de coordenadas fijas.En general, la velocidad puede tener un ngulo de inclinacin con respecto al vector unitario normal a la superficie de control diferencial dA, y el flujo msico es proporcional a la componente normal del vector velocidad ( = = ). Entonces el flujo neto de masa que entra o sale del volumen de control a travs de toda la superficie de control estara dado por la siguiente integral de superficie: = = ( )A partir de las ecuaciones (2), (4) y (5) se puede expresar la forma general de la ecuacin de conservacin de masa./ + () =0Esta ltima expresin como usted recordar es la misma que se obtiene por medio del teorema de transporte de Reynolds al tomar que la propiedad extensiva () es igual a la masa, y al recordar que =0.

ProcedimientoPara realizar esta experiencia empezamos Abriendo el grifo de la tina que se encuentra en el laboratorio y llenamos un vaso qumico con agua durante 5 segundos y pesamos la masa del agua recolectada por medio de la balanza digital. Repetimos este procedimiento al menos 4 veces ms, sacamos el promedio de las medidas tomadas y registramos los datos en la tabla 1.Luego colocamos un recipiente plstico, con un agujero en el fondo del recipiente, debajo del grifo y registramos las diferentes elevaciones observadas en el recipiente cada 30 segundos hasta que se alcanzaron las condiciones estacionaras. Registramos los datos en otra tabla.Al mismo tiempo otro grupo de compaeros inicio a tomar medidas cada 5 segundos de la masa de agua que sala del recipiente, antes de que este alcanzara las condiciones estacionarias y pesamos la masa del por medio de la balanza digital. Luego lo registramos los datosUna vez alcanzadas condiciones estacionarias, colocamos el vaso qumico debajo del agujero del recipiente y lo llenamos con agua durante 5 segundos. Pesamos la masa del agua recolectada por medio de la balanza digital y repetimos este procedimiento 4 veces ms, sacamos el promedio y lo registramos los datos.Durante cada medicin realizada, tomamos la temperatura del agua para los efectos de la densidad.Resultados

Nmero de Medicin

Peso Promedio del agua que entra al recipiente (kg)Flujo msico promedio del agua que entra al recipiente (kg/s)Peso del agua que sale del recipiente (kg) antes de alcanzar condiciones estacionarias en el instante Flujo msico del agua que sale del recipiente (kg/s) antes de alcanzar condiciones estacionarias en el instante Peso promedio del agua que sale del recipiente (kg) al alcanzar condiciones estacionariasFlujo msico promedio del agua que sale del recipiente (kg/s) al alcanzar condiciones estacionarias

1.0.82250.16450.82550.16510.82150.1643

1. Tabla 1. Vaso qumico lleno con agua: datos empleados para el clculo del flujo msico de agua que entra en el recipiente, que sale del recipiente en el instante en que no se han alcanzado condiciones estacionarias, y una vez se han alcanzado condiciones estacionarias.

Nmero de MedicinTiempos (s) Elevacin observada en el recipiente (m)Masa de agua dentro del recipiente (kg)

1.300.0240.5091

2.600.0320.6788

3.900.0350.7425

4.1200.03550.7531

5.1500.0380.8062

6.1800.0390.8273

7.2100.0390.8273

8.2700.0380.8062

9.3000.0390.8273

10.3300.0390.8273

11.3600.0390.8273

12.3900.0390.8273

13.4200.0390.8273

14.4500.0390.8273

15.4800.0390.8273

16.5100.0390.8273

17.5400.0380.8062

18.5700.0380.8062

19.6000.0390.8273

20.6300.0390.8273

2. Tabla 2. Masa de agua dentro del recipiente para cada una de las elevaciones registradas.

3. Grafica de la masa de agua dentro del recipiente ( ) vs. tiempo ( ).

4. Funcin de la masa de agua dentro del recipiente ( ) = - 1 E-06 x2 + 0,0012x + 0.601

5. Derive la funcin obtenida en el punto anterior y evalela en el instante en que registro la masa del agua que sale del recipiente antes de alcanzar condiciones estacionarias./ = -2E-06x + 0,0012

Anlisis de Resultados

1. Qu sucede con / al ir aumentando el tiempo? a qu se debe este hecho?

R/: Al ir aumentando el tiempo observamos como deja de variar la masa dentro del volumen de control, por lo que poco a poco se va volviendo constante.

2. Compare el resultado obtenido en el numeral 5 del inciso resultados, con la diferencia del flujo msico promedio de agua que entra al recipiente y del flujo msico de agua que sale del recipiente antes de alcanzar condiciones de estado estacionario en el instante seleccionado. Existe similitud entre los resultados? a qu cree que se deba este hecho?

3. Comparare el flujo msico promedio de agua que entra al recipiente con el flujo msico promedio de agua que sale del recipiente al alcanzar condiciones de estado estacionario. Existe similitud entre ambos resultados? a qu cree que se deba este hecho?

R/: Si, existe un poco de similitud entre ambos resultados si no tomamos en cuenta el error experimental, y esto se debe a que en el transcurso de un proceso de flujo estacionario, la cantidad total de masa contenida dentro del volumen de control no cambia con el tiempo, entonces el principio de conservacin de la masa exige que la cantidad total de masa que entra en un volumen control sea igual a la cantidad total de masa que sale de el.

Conclusin

Con la realizacin de este experimento de laboratorio, logramos observar de manera prctica y aplicar algunos conceptos que conlleva el Principio de Conservacin de la masa. Observamos la forma en la que el flujo msico promedio de agua que entra al recipiente con el flujo msico promedio de agua que sale del recipiente al alcanzar condiciones de flujo estacionario tiene similitud en sus resultados ya que el Principio de Conservacin de la masa as lo exige.Y por ltimo logramos crear una ecuacin cuadrtica por medio de una regresin, que satisface los datos de la tabla 2.

Bibliografa

engel, Y., Cimbala, J., 2012, MECANICA DE FLUIDOS: Fundamentos y Aplicaciones, McGraw-Hill.

Infografa

http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/qui/denh2o.pdf http://www2.uah.es/gifa/documentos/FA/Transparencias_FA/tema5_fa.pdf