OBJETIVOS: Conocer de manera practica las propiedades de los fluidos y de esta manera consolidar los conocimientos adquiridos en la teoria. Conocer el funcionamiento y uso de las maquinas y herramientas que se encuentra en la laboratorio de hidraulica. Consolidar los conocimientos obtenidos en la teoria. MARCO TEORICO1. HIDRAULICALa hidrulica es la parte de la fsica que estudia la mecnica de los fluidos; su estudio es importante ya que nos posibilita analizar las leyes que rigen el movimiento de los liquidos y las tcnicas para el mejoraprovechamiento de las aguas.

Tambin, mediante el clculo matemtico, el diseo de modelos que a pequea escala y la experimentacin con ellos, es posible determinar las caractersticas de construccin que deben de tener presas, puertos, canales, tuberas y maquinas hidrulicas como el gato y la prensa. Se divide en dos partes, ya sealamos, la Hidrosttica tiene por objetivo estudiar los lquidos en reposo, se fundamenta en leyes y principios como el de Arqumedes, Pascal y la paradoja hidrosttica de Stevin, mismos que contribuyen a cuantificar las presiones ejercidas por los fluidos y al estudio de sus caractersticas generales.

La Hidrodinmica estudia el comportamiento de los lquidos en movimiento. Para ello considera, entre otras cosas: la velocidad, la presin, el flujo y el gasto liquido.

CARACTERISTICAS DE LOS LIQUIDOS: VISCOSIDAD, TENSION SUPERFICIAL, COHESION, ADHERENCIA Y CAPILARIDAD.

Viscosidad.Esta propiedad se origina por el rozamiento de unas partculas con otras cuando un lquido fluye. Por tal motivo, la viscosidad se puede definir como una medida de la resistencia que opone un liquido al fluir.

CohesinEs la fuerza que mantiene unidas a las molculas de una misma sustancia, Por la fuerza de cohesin. Si dos gotas de agua se juntan forman una sola; lo mismo sucede con dos gotas de mercurio.

Adherencia.La adherencia es la fuerza de atraccin que se mantifiesta entre las molculas de dos sustancias diferentes en contacto, comnmente las sustancias liquidas se adhieren a los cuerpos slidos.

Capilaridad.La capilaridad se presenta cuando existe contacto entre un lquido y una pared slida, especialmente si son tubos muy delgados (casi del dimetro de un cabello) llamados capilares.

DENSIDAD Y PESO ESPECIFICO

La densidad p de una sustancia, tambin llamada masa especifca, es una propiedad caracterstica o intensiva de la materia y expresa la masa contenida de dicha sustancia en la unidad de volumen. Su valor se determina dividiendo la masa de la sustancia entre el volumen que ocupa.

Pe = P/VPRESION, PRESION HIDROSTATICA, PRESION ATMOSFERICA, PRESION MANOMETRICA Y PRESION ABSOLUTA

PresinLa presin inica la relacin entre una fuerza aplicada y el rea sobre la cual acta. En cualquier caso en que exista presin, una fuerza actuar en forma perpendicular sobre una superficie . Matemticamente la presin se expresa por:P=F/ADonde P = Presin en N/m2 = PascalF = Valor de la fuerza perpendicular a la superficie en newtons (N) A = Area o superficie sobre la que acta la fuerza en metros cuadrados

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSPara emprender el estudio de la hidraulica es conveniente, tener en conocimiento claro los principios fundamentales de la fisica. Acontinuacion se presenta algunos conceptos.Fuerza de gravedad.- se refiere a la fuerza gravitacional entre la Tierra y los objetos situados en su superficie o cerca de ella. Por lo regular se mide de acuerdo a la aceleracin que proporciona a un objeto en la superficie de la Tierra. En el ecuador, la aceleracin de la gravedad es de 9,7799 m/s2, mientras que en los polos es superior a 9,83 m/s2. El valor que suele aceptarse internacionalmente para la aceleracin de la gravedad en clculos que no requieren mucha precisin es de 9.81 m/s2.ECUACIONES FUNDAMENTALESAntes de empezar a estudiar las ecuaciones fundamentales de la hidrulica, es importante tener el conocimiento de algunos conceptos que estn relacionados con el agua en movimiento, a la cual se le denomina CINEMTICA DE LOS FLUIDOS, la cual estudia el movimiento de sus partculas sin considerar las causas que lo producen, a travs de magnitudes fsicas tales como velocidad, aceleracin y rotacin.Flujo Laminar.- se distingue por que el movimiento se realiza a travs de trayectorias separadas y bien definidas sin que existan cruces o mezclas.. En un conducto circular, el flujo se desplaza en forma de cilindros concntricos. Si se inyecta tinta en un punto del flujo, de manera continua, se observa que se forma un hilo a todo lo largo del conducto. Si al mismo tiempo se inyecta tinta en otro punto, se formar otro hilo. Entonces se puede imaginar que en este caso, el flujo se da a manera de desplazamientos de cilindros concntricos como se muestra en la figura siguiente

En una placa, el flujo laminar de dara como una series de planos paralelos a la placa.Flujo turbulento.- es el ms comn, no presenta trayectorias ordenadas bien definidas pero las partculas se desplazan en direccin general al movimiento, como se muestra en la figura siguiente

CONCEPTO DE GASTO O CAUDALCuando se observa el agua que pasa por un ro o se imagina la que pasa por una tubera, el primer cuestionamiento que suele formularse, es acerca de la cantidad de agua que pasa por ese conducto. Esta idea de cantidad de agua conducida tiene un significado integral ya que implica el conocimiento del movimiento en conjunto de las partculas que constituyen la masa del fluido. Sin embargo, para poder comparar o hacer estimaciones, es necesario referir esta cantidad de materia en movimiento al tiempo, definindose de esta manera, el concepto de gasto o caudal como la cantidad de materia o masa que atraviesa un lugar en cierta unidad de tiempo. En el caso de los lquidos, los cuales se consideran prcticamente incompresibles, la cantidad de materia se puede indicar como el volumen. Entonces, el gasto se define como el volumen que pasa por un punto en el espacio, en un determinado tiempo, es decir

Dnde:Q: caudal (lps)Vol.: volumen (m3)T: tiempo (s)En un sistema unidimensional se puede tener una expresin para el gasto, considerando por ejemplo, la seccin transversal de un tramo de un conducto de rea A por el cual pasa un volumen Vol como se muestra en la figura:

Como el volumen se define como Vol = AL, entonces al sustituir en la expresin del gasto, se tendr otra expresin

Que es la expresin que define el gasto o caudal que circula en un conducto en una direccin dada.PRDIDAS DE CARGAUn fluido, al desplazarse en el interior de un conducto, encuentra resistencia debido a la friccin con las paredes y entre la mismas partculas del fluido, as como a los obstculos (vlvulas, cambios de direccin, etc.) colocados a lo largo del conducto, lo que ocasiona, invariablemente, una disminucin en la energa disponible. A esta disminucin de energa se le conoce como prdidas de carga. Estas pueden ser distribuidas (por friccin), o locales (causadas por accesorios).Prdidas de Carga por FriccinLas prdidas de carga por friccin se deben a viscosidad del fluido y a las colisiones, ya sea con entre partculas o con las paredes interiores del conducto. Cuando el rgimen de flujo es laminar, la viscosidad tiene un gran efecto en la definicin de prdidas de carga por friccin, ya que entre las capas o cilindros concntricos que forman este flujo, se desarrollan fuerzas que se oponen al movimiento. En flujo turbulento, la viscosidad tiene menor efecto ya que las colisiones ocurren con mayor frecuencia, debido a la naturaleza desordenada de este rgimen de flujo.Las caractersticas geomtricas ms importantes para la evaluacin de las prdidas de carga por friccin, son las siguientes:rea Hidrulica (AH) = rea de la seccin transversal del conducto, ocupada por el flujo.Permetro mojado (Pm) = permetro de la seccin transversal del conducto donde existe contacto con el fluido.Radio Hidrulico (RH) = relacin entre rea hidrulica y permetro mojado.Rugosidad Relativa = relacin entre la rugosidad absoluta de las paredes y el dimetro del conducto.

Para un conducto de seccin circular, como es el caso de una tubera, el radio hidrulico ( RH ) es el siguienteRH =

Debido a que la distribucin de irregularidades en la pared de un conducto es muy compleja, como se puede apreciar en la figura siguiente, es necesario simplificar mediante una medida promedio de la rugosidad, a la cual se le denomina rugosidad absoluta ().

Salto hidrulico:El salto hidrulico es un fenmeno de la ciencia en el rea de la hidrulica que es frecuentemente observado en canales abiertos como ros y rpidos. Cuando un fluido a altas velocidades descarga a zonas de menores velocidades, se presenta una ascensin abrupta en la superficie del fluido. ste fluido es frenado bruscamente e incrementa la altura de su nivel, convirtiendo parte de la energa cintica inicial del flujo en energa potencial, sufriendo una inevitable prdida de energa en forma de calor. En un canal abierto, este fenmeno se manifiesta como el fluido con altas velocidades rpidamente frenando y elevndose sobre l mismo, de manera similar a cmo se forma una onda-choque

PARTE EXPERIMENTAL:1. Observacin de salto de Hidrulico.Se pasa a experimentar en una cmara de vidrio, el gradiente hidrulico

La parte final de esta cmara se muestra una especie de alerones que servirn como modificadores del volumen del agua

Y por debajo de la cmara de vidrio se encontrara un pequeo estanque en la cual se modificara la seccin aparente de un canal, y por ende se modificara el volumen

Se procede a realizar el experimento, en el cual se observara una cierta altura de agua y con el instrumento antes descrito se medir el gradiente hidrulico, con los alerones que se encuentran en la parte final de la cmara de vidrio se causara un efecto en la salida del agua la cual generara el llamado salto hidrulico.

Observacion De Perdida De CaudalEn este punto observamos un banco de caera de agua. En el grafico siguiente se mostrara un diagrama aproximado de lo que se ver en el laboratorio y en la imagen observamos un tanque de donde se utilizara el agua para nuestro experimento.

Siguiendo con el recorrido del agua llegamos hacia un punto donde se encuentran los reguladores del flujo del agua.

En este punto se tomara de dichas caeras una medicin de las prdidas de carga

Estos tubos conducirn hacia un tablero en vertical que esta modificado para determinar la perdida de carga a travs de las mangueras

En la imagen de la derecha, podemos fijarnos una especia de regla adherida a dichos tubos. Esto nos ayudara para calcular con exactitud la diferencia de perdida de carga. En la imagen de abajo llegamos a la parte final de la caera donde se encontrara el compresor que modificar el flujo del agua y por ende tambin modificara las presiones y en consecuencia tambin las prdidas de carga en los tubos antes mencionados

3er paso:En este ltimo recorrido llegamos hacia un sector donde encontraremos un curioso instrumento de medicin en vertical dirigido hacia un orificio en el suelo.Este instrumento nos ayudara en el proceso de querer calcular la profundidad del agua en un poso

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

Los instrumentos y equipos que encontramos en El laboratorio de hidrulica nos sern til para poder entender el comportamiento del agua en caeras (en espacios confinados) o tambin en canales.

El equipo que tiene caeras de agua se lleg a cabo el experimento de prdidas de carga.

Los diversos factores como el ruido del sonido que hacia las maquinas en el laboratorio y la cantidad de alumnos, no se pudo escuchar muy bien la explicacin del profesor encargado del laboratorio.

Es importante tener mucho cuidado al momento de caminar por el ambiente del laboratorio ya que los pisos de este son como especie de rejas que si se nos cae cualquier objeto nos seria muy difcil recuperarlo

La grabadora es indispensable, ya que algunos datos no se escucharan.

Se aprendi observando el comportamiento del flujo de agua mediante un agente externo el origen de los saltos de agua.

Por medio de compuertas se observ la modificacin de los caudales.