UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALACENTRO UNIVERSITARIO DE OCCIDENTE CUNOC

MECANICA DE FLUIDOSLABORATORIO

AUX. DANIEL SON

Proyecto Represa/Compuerta

GRUPO: FL-10-H1 DIVISION DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA

QUETZALTENANGO, FEBRERO DE 2015

INTRODUCCIONLa mecnica de fluidos es una rama de la mecnica realmente importante, debido a que permite conocer previamente el comportamiento de los fluidos ante diversas situaciones. En este caso se construyo una represa a escala, con los conceptos que se han obtenido sobre el tema de compuertas, es decir fuerza hidrosttica. El fin fundamental para este proyecto fue que dicha represa resistiese una columna de agua de 20m, a escala 1:100 (20cm); as tambin que rotase sobre un eje cuando sta, estuviese soportando ms de dicha columna de agua.El estudio de la fuerza hidrosttica se basa en el momento de torsin ejercido por la resultante de las fuerzas horizontal y vertical en una superficie, ya sea horizontal, vertical o curva. Estos aspectos fueron el fundamento del anlisis de la maqueta de la represa que ejemplifico el efecto de esta fuerza cuando cedi debido al aumento del nivel del agua. Otros elementos importantes que determinan el comportamiento de la represa, son: el material del que se formo, la forma que se le dio.

Marco Terico

Objetivos: General: comprobar las propiedades bsicas del aceite, agua, disel y gaseosa.

Especficos: Medir los datos necesarios para la obtencin de las cantidades fsicas requeridas. Manipular de manera correcta los datos experimentales. Comparar los datos tericos con los datos experimentales.

Marco TericoFluidoUn fluido es un conjunto de partculas que se mantienen unidas entre s por fuerzas cohesivas dbiles y las paredes de un recipiente; el trmino engloba a los lquidos y los gases. En el cambio de forma de un fluido la posicin que toman sus molculas vara, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen. Los lquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propias. Las molculas no cohesionadas se deslizan en los lquidos, y se mueven con libertad en los gases. Los fluidos estn conformados por los lquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales).La densidad absoluta es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la razn entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

La densidad relativa es una comparacin de la densidad de una sustancia con la densidad de otra que se toma como referencia. Ambas densidades se expresan en las mismas unidades y en iguales condiciones de temperatura y presin. La densidad relativa es adimensional (sin unidades), ya que queda definida como el cociente de dos densidades.La densidad relativa est definida como el cociente entre la densidad que primordialmente es de unasustanciay la de otra sustancia tomada como referencia, resultando

Dondees la densidad relativa,es la densidad absoluta yes la densidad de referencia. Para los lquidos y los slidos, la densidad de referencia habitual es la del agua lquida a la presin de 1atmy la temperatura de 4C. En esas condiciones, la densidad absoluta del agua es de 1000kg/m3 Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presin de 1atmy la temperatura de 0C.Tambin se puede calcular o medir la densidad relativa como el cociente entre los pesos o masas de idnticos volmenes de la sustancia problema y de la sustancia de referencia:

Se le llamapeso especficoa la relacin entre elpesode una sustancia y suvolumen.Su expresin de clculo es:

Siendo,, el peso especfico;, el peso de la sustancia;, el volumen de la sustancia;, ladensidadde la sustancia;, lamasade la sustancia;, la aceleracin de lagravedad.Elvolumen especfico() es elvolumenocupado por unidad demasade un material. Es el inverso de ladensidad, por lo cual no dependen de la cantidad de materia. Donde,es el volumen,es la masa yes la densidad del material.Se expresa en unidades de volumen sobre unidades de masa.Ejemplo:.

Datos OriginalesTabla 1Lquido a EnsayarMasa del lquido (g)Volumen del lquido (ml)

Agua5050

Aceite2830

Diesel4250

Gaseosa5149

Datos CalculadosTabla 1-RLquido EnsayadoMasa (kg)Volumen (m)Densidad Abs. (kg/m)Densidad Relativa (s)Volumen Especfico (m/N)Peso Especfico (N/m)

Agua50*1050*101000.001.00101.94*109810.00

Aceite28*1030*10933.330.93109.22*109156.00

Diesel42*1050*10840.000.84121.35*108240.40

Gaseosa51*1049*101040.821.0497.94*1010210.41

Resultados

Discusin de ResultadosAl analizar y comparar los datos calculados se puede observar un comportamiento similar en cada una de las propiedades de los fluidos, con esto se hace referencia a que ms o menos es la misma proporcin tanto en la densidad relativa como en la densidad absoluta, el peso y el volumen especficos.Al comparar los datos de resultado de la tabla 1-R con los datos de la tabla 1-A, en el rea de anexos, se puede corroborar que los resultados coinciden con las densidades que se conocen para cada uno de los fluidos estudiados. Con respecto a la gaseosa se tiene una diferencia en la densidad de ms o menos el 1 %, esto es debido a que en el laboratorio se utiliz pepsi-cola, mientras que en la tabla aparece la densidad de la Coca-cola, ya que no se encontr la densidad de la Pepsi-cola, asumiendo que stas tienen densidades similares, se puede decir que los resultados son congruentes.Si la temperatura ambiental fuese ms baja, afectara concretamente de dos formas distintas, ya sea que aumente el valor de las propiedades de los fluidos, o que disminuya, esto dependiendo de las caractersticas de cada fluido. Con respecto a la densidad disminuira, es decir sera directamente proporcional a la temperatura, sin embargo existen excepciones tales como el agua, que cuando est en estado lquido su densidad es mayor que cuando est en estado slido (hielo), cuya situacin sucede cuando disminuye su temperatura.En el caso del peso especfico es correlativo porque ste, est en funcin de la densidad, as que si sta aumenta o disminuye, ste tambin lo har, no se diga de la densidad relativa, que sucede lo mismo pues es el cociente entre la densidad del fluido en estudio entre la densidad del agua, as que si la densidad del fluido aumenta dicho cociente lo har y viceversa.Si los ensayos se hubiesen realizado a nivel medio del mar, la caracterstica principal sera la presin atmosfrica, sin embargo se sabe que la densidad es prcticamente independiente de la presin, por lo cual se pueden considerar los fluidos de estudio como incompresibles.

AnexosTabla 1-A

FluidoDensidad (Kg/m)

Agua1000

Gasolina680

Diesel832

Alcohol etlico790

Alcohol metlico820

Agua de mar1030

Mercurio1360

Coca-Cola1030

Glicerina1250

Aceites:

Ricino933

Girasol903

Colza903

Soya897

Ilustracin 1Grfico 1-A

Ilustracin 2 Grfico 2-A

Conclusiones La temperatura afecta directamente proporcional a la densidad absoluta y por consecuente a la densidad relativa, el peso y volumen especfico. El peso especfico, el volumen especfico y la densidad relativa estn en funcin de la densidad absoluta. La densidad es prcticamente independiente de la presin.

Bibliografa Universidad Politcnica Catalua; Mecnica de los fluidos e Hidrulica; Ranald V. Giles; Captulo 1; Pginas 1-5. Colegio de postgraduados; Manual de Consevacin del Suelo y del Agua; Mxico 1977; Pginas 3-6