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DEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA
AREA DE TERMOFLUIDOS
Asignatura:Mecnica de Fluidos 440140 Gua de Laboratorios
Semestre I2016
Gua de Laboratorios
Mecnica de Fluidos440140
I Semestre 2016
rea de Termofluidoswwwdimecubiobiocl!termofluidoswwwubiobiocl "e# 11
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Semestre I2016
$refacio
El laboratorio de Mecnica de Fluidos 440140, complementa la experiencia de aprendia!e para lateor"a# $os e!ercicios de laboratorio permiten la oportunidad del estudio directo delcomportamiento de los %luidos# Algunos de los experimentos exponen algunos elementos omaterial no presentado expl"citamente en teor"a#, pero usted puede realiar la respecti&a unindeestos elementos#'tilice el laboratorio como una oportunidad de enri(uecer su conocimiento en esttica ) dinmicade %luidos#
$os siguientes *+b!eti&os de Aprendia!e para el laboratorio lo guiarn en tomar un rol acti&o ensu educaci-n#
1#. Familiarizacin con el comportamiento fsico de los fluidos, propiedades bsicas de los %luidos talescomo &iscosidad ) presi-n, %ueras en %luido esttico ) dinmico, la relaci-n entre presi-n )&elocidad en u %lu!o# Adems de aprender a operar el e(uipamiento con propiedad ) de manerasegura#
2#. esarrollar ! reforzar la capacidad de lectura en instrumentacin # $ectura de man-metros, medidoresde %lu!o, dinam-metros, balanas, etc# Medir e&entos en unidades de tiempo cronometrados#/eber adems ser capa de medir cantidades con el mximo de precisi-n utiliando losinstrumentos pro&istos en el laboratorio#
#. esarrollar ! reforzar la capacidad de obser"acin ! documentacin#/ebe desarrollar buenos bitos en la organiaci-n ) recolecci-n de datos en terreno usando uncuaderno o bloc de notas ) tener la precauci-n con esos datos pues sern analiados despu3s derealiado el ensa)o# /eber acer un bos(ue!o de cada uno de los e(uipos %"sicos usados en cadaexperimento# oner principal atenci-n en la mecnica espec"%ica ) los detalles operacionales (uepermitan al e(uipo %uncionar de la manera para la (ue %ue dise5ado# /ebe ser capa de listar )describir los pasos usados para obtener las mediciones necesarias# /ebe ser capa de identi%icarcual(uier acci-n (ue permita un correcto %uncionamiento del e(uipo ) correctos resultados delexperimento# /e la misma %orma debe ser capa de identi%icar cual(uier acci-n (ue contribu)a aresultados no deseados o (ue impli(uen errores#
4#. esarrollar $abilidades para presentar un informe escrito#
'sted crear in%ormes para documentar su traba!o en el laboratorio# 'sted debe usar escritura%ormal com6nmente usada en documentaci-n t3cnica en ingenier"a# Su in%orme debe ser completo) conciso# ara desarrollar el in%orme , debe desarrollar un claro conocimiento del experimento delaboratorio ) comunicar ese conocimiento en el documento escrito#
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NORMATIVA DE LABORATORIO DE TERMOFLUIDOS
Las sesiones de laboratorio comenzarn con un Test de Entrada correspondiente a la experiencia a realizar. Alfinalizar deber entregar el Informe de la experiencia segn laPauta de Informeentregada por el profesor.
I ASISTENCIA Las sesiones se realizarn segn calendarizacin en Plataforma ADEA. El porcenta!e de asistencia al laboratorio es del "##$. %o se aceptarn alumnos o alumnas atrasados &as' una (ez iniciada la experiencia ) *ste no es moti(o de
recuperacin. En el caso +ue llegue una (ez iniciado el ,E-, tendr %ota " &uno' en *l. La asistencia al Test de Cicloes /0LI1A,/2IA se asume como otra experiencia. Si la alumna o alumno falta a una experiencia
a' -lo podr recuperarla si existe CAUSAL DEBIDAMENTE !USTIFICADA" ,oda recuperacin serealizar a fin de semestre.
b' Debe presentar -olicitud de 2ecuperacin como cual+uier e(aluacin.c' Autorizada la recuperacin el profesor definir d3a 4ora ) sala.
II OBLI#ACIONES DEL ALUMNO O ALUMNA Estudiar ) analizar pre(iamente la experiencia en la 1u3a de Laboratorio. Antes de ingresar a Laboratorio se debe Apa$ar el Tel%fono Celular. 5ane!ar un cuaderno personal donde pueda lle(ar ordenadamente apuntes acerca de las experiencias realizadas )
las propuestas. Lpiz calculadora reglas ) otras 4erramientas son de uso &er'onal. 6estir adecuadamente usar zapatos cmodos. E(itar uso de gorros sombreros bufandas al4a!as aretes o pulseras. E' o(li$atorio el u'o )e #uar)apol*o o Delantal. Las experiencias contienen dos o ms acti(idades propuestas en algunas se realizarn una o ms acti(idades
+uedando como su obligacin desarrollar las dems. Disponer de papel 5ilimetrado -emilog Log7Log cuando corresponda.
2e(isar su Informe cuando el profesor le indi+ue. Es responsabilidad del Alumno &a' (erificar peridicamente sus calificaciones.
III EVALUACI+NLa nota final de laboratorio se obtendr de acuerdo a las siguientes ponderaciones8
Promedio Test de Entrada8 "9$PromedioInformes8 :#$Test de Ciclo8 :9$
El Test de Cicloinclu)e una o dos de las experiencias realizadas durante el semestre. Las experiencias sern fi!adaspor el profesor.
%o existe nota m3nima de aprobacin.
2ecorte A+u3NOTA ,Entre$ue e'ta colilla al Auxiliar )e La(oratorio-
Declaro conocer laNormativa de Laboratorio
%ombre Alumno;a8
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%ontenidos
1 Viscosidad 5
2 Aparato Reynolds 15
3 Medicin de Caudal 24
4 Prdidas de Car!a 3"
5 #lu$o e%terno & Per'il Aerodin()ico 52* +ablas y !r('icos *,
- Ane%o A. /n'or)e Laboratorio *5
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&'(erimento 1
10 +/Vroporcionar bases te-ricas, acerca de )iscosidad# /eterminar experimentalmente
usando m3todo gr%ico,Indice de )iscosidad seg6nA6+M 722-,para lubricantes, con
7iscosimetro Sa)bolt#
20 PR/8C/P/6 +9R/C6)iscosidades la propiedad de los %luidos de presentar una tensi-n tangencial,
cuando ba!o la acci-n de un es%uero de corte, se establece un gradiente de &elocidadnormal con respecto a la direcci-n del escurrimiento# $a &iscosidad es probablemente lapropiedad %"sica ms importante de un aceite lubricante de petr-leo, 3sta es la medida delas caracter"sticas de %lu!o del aceite, entre ms espeso sea, ma)or es su &iscosidad ! ma)orsu resistencia a %luir# El mecanismo para establecer la adecuada pel"cula de lubricantedepende, en gran parte, de la &iscosidad#
Es importante tener un control estricto de la temperatura# $a &iscosidad decual(uier aceite de petr-leo aumenta cuando el aceite es en%riado ) disminu)e cuando estees calentado# or esta misma ra-n, el &alor de la &iscosidad de un aceite debe ir siempreacompa5ado por el de la temperatura a la cual %ue determinado#
Ley de 8e:ton.En un %lu!o laminar, el s'uer;o de Corte - +ensin tan!encial, en la
direcci-n del escurrimiento, es proporcional al !radiente de
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/onde:
: +ensin tan!encial0 : Viscosidad absolutao dinmica
8o con%undir con###
: Viscosidad cine)(tica# 9ue es la
relaci-n entre la &iscosidad absoluta
) la densidad del %luido a la
temperatura del ensa)ou
y : R!i)en de corteo gradiente de&elocidad u: &elocidad ; ) : dimensi-n$ : 7iscosidad cinemtica a 40H> de un aceite de I#7#D 0, ) (ue tiene la misma &iscosidadcinemtica a 100H> (ue la muestra#/ D $ . D 7iscosidad cinemtica a 40G> de un aceite de I#7#D 100 ) (ue tiene la misma &iscosidadcinemtica a 100G> (ue la muestra#
$os &alores $ ) , se pueden encontrar en +abla 1 JAK$E 1, Kasic &alues %or $ and comprendidos entre 2#0 ) L0#0 cSt#
ara &alores de &iscosidad a100+> in%eriores a 2#0 cst#, los &alores / ) $ se obtendrn delas %-rmulas: #
$ D 1# 1,2 < D 7iscosidad cinemateca del aceite
/ D 0#1L2 0#4N4 < en estudio a 100H>#
&em(lo3
/eterminar el Indice de 7iscosidad de un aceite cu)a &iscosidad a 40G> es de 1#0 cSt ) a100G> es de #4 cSt#
1 cstD 1 centistoe
/e la Jabla 1 A6+M 7 22-, .C
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7 341# El gr%ico consiste en un e!e O logar"tmico en el (ue se ubica la temperatura ) un e!e
P doble.logar"tmico donde se ubica la &iscosidad#Seg6n la 8orma los puntos conocidos se unen con una l"nea recta#
$e)plo.
30 76CR/PC/98 7L @=/P
Se utilia un &iscosimetro Sa)bolt# Este &iscosimetro permite medir el tiempo deescurrimiento, a temperatura constante, de 0 ml de muestra a tra&3s de un ori%icio Furolcalibrado#
)iscosmetro Sa.boltMarca : recision Scienti%icBango: L0 210GF7olta!e : 220 7Qatt : L00>iclos: 0R0
Term5metrosMarca : KrannanBango: .20G> a 10G>Sensibilidad :1G>
Matra6 Sa.bolt calibrados de 70 ml
Marca : )rex '#S#A#
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SAE.20
SAE.0
SAE.40
Jemperatura
7isco
sidad
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>apacidad : 0 ml 0#0 ml#
,ceites muestras3
SAE 40 Esso Motor +il, Sell x100, etc#olocar los term-metros, tanto en el ba5o de aceite como en la muestra,
su!etndolos por medio de soportes#
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8i&elm"nimo del
ba5o
Bebalserobeta
robetade
Ensa)o
Jap-n de>orco
Becipientedel ba5o
Salida con+ri%icio
calibrado
*, )lMatra de
A%oro
Marca o8i&el
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Fi!ar las temperaturas a las cuales realiarn las mediciones 2 temperaturasolo(ue el matra Sa)bolt !usto ba!o el ori%icio de salida# Existe un alo!amiento en labase del &iscos"metro para el correcto calce del matra#
Betire el corco, tirando la cadenilla ), simultneamente, poner en %uncionamientoel cron-metro#
>uando a)an escurrido los 0 ml de %luido marca en el cuello del matra
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-0 +ALA 7 M7/C/86
1eraMedici-n 2daMedici-n
JG1 SSF1 JG2 SSF2
Aceite A
Aceite K
>0 +ALA 7 R6=L+A76
' $ / I#7
Aceite A
Aceite K
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&'(erimento 2
10 +/V
E&aluar, de acuerdo a di%erentes condiciones de %lu!o: El n6mero de Be)nolds# +bser&ar ) cuanti%icar el %lu!o de transici-n# +bser&ar el per%il parab-lico de &elocidades#
20 PR/8C/P/6 +9R/C6
El n6mero de -e!noldses un parmetro adimensional (ue representa la relaci-nentre las %ueras de inercia ) las %ueras &iscosas# $a naturalea del %lu!o en un conductocerrado puede ser in&estigada aciendo circular agua u otro l"(uido incoloro por un tubode &idrio# >uando la &elocidad del %luido es ba!a, tiende a mo&erse en capas ) se dice (ueel %lu!o es laminar# Este tipo de %lu!o est ilustrado en la Fig# 1# el l"(uido coloreado deprueba< tiende a permanecer en el centro de la corriente#
Flu!o $aminar 7mediaD 0# 7mxima
Fig# 1
uede &erse tambi3n la distribuci-n de la &elocidad en el %lu!o laminar, cada capa %lu)e consu propia &elocidad, existiendo una acci-n de corte entre cada una de ellas# $a cur&a dedistribuci-n tiene la %orma de una parbola siendo la &elocidad media igual a la mitad dela &elocidad media mxima#
Al principio, un aumento de la &elocidad del l"(uido incoloro no produce
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,$,",T* "&8-*L+S
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modi%icaciones en la corriente del l"(uido coloreado ) por lo tanto, permanece inalterada la
naturalea del %lu!o a cierta &elocidad, sin embargo, a) un cambio brusco# El l"(uidocoloreado se desparrama ) llena casi todo el tubo, esto se puede obser&ar en la %igurasiguiente:
Flu!o Jurbulento 7mediaD 0#N2 7mxima
Fig# 2
.sbourne -e!nolds, conocido por sus experiencias clsicas sobre el %lu!o %luido, llamoa este tipo de %lu!o, %lu!o turbulento#
Janto el %lu!o laminar como el %lu!o turbulento son %lu!os estacionarios en sentidogeneral esto es , el caudal de masa en un punto dado no &aria con el tiempo
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Donde8
2e8 %mero de 2e)nolds
D8 Dimetro de la corrientefluida
8 Densidad
68 6elocidad del =luido
8 6iscosidad Absoluta
ara (ue el n6mero de Be)nolds sea adimensional, deben usarse unidades
coerentes para todas las &ariables del segundo miembro de la ecuaci-n anterior:
Si $a ecuaci-n anterior puede escribirse:
/onde es la &iscosidad cinemtica
$a in&estigaci-n intensa del &alor del -9mero de "e.noldspara el cual ocurre latransici-n del %lu!o laminar al turbulento, a demostrado (ue la transici-n no es tan bruscacomo resulta del simple aparato ilustrado anteriormente# Besulta ser (ue, a medida (ueaumenta el numero de Be)nolds, el %lu!o laminar persiste asta llegar a un n6mero deBe)nolds aproximadamente 2000; cuando el-9mero de "e.noldsexcede de 000, el %lu!oes normalmente turbulento#
Entre 2000 ) 000, el %lu!o es parcialmente laminar ) parcialmente turbulento ) esconocido como r3gimen de transici-n, (ue se caracteria por(ue el &alor de la &elocidad(ue indica el cambio de r3gimen no tiene &alor %i!o, dado (ue in%lu)en %actores tales comoaspereas de la super%icie del ducto, &ibraciones del ducto, etc#, estas &elocidades (ueindica el cambio de r3gimen
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El e(uipo a utiliar es el llamado +SK+'B8E BEP8+$/S AABAJ'S#ABMFIE$/ E8?I8EEBI8? $IMIJE/
+tros son:B+KEJA KBA8/ Q.?EBMA8P 1000: 10 ml>B+8+MEJB+ SAB?E8J QE$>; SE8S#: 0#2 seg#JEBM+MEJB+ KBA88A8; BA8?+: .20 H># a 10H># Sens: 1H>
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3010 sue)a instalacin
40 PRC7/M/8+
El e(uipo debe ponerse en su posici-n de %uncionamiento, e%ectuando lasconexiones de abastecimiento ) desagUe de %luido#
$lenar el dep-sito de colorante, posicionar el in)ector !ustamente sobre la boca de lacampana#
Abrir la &l&ula para llenar el estan(ue, manteniendo un ni&el constante#
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/ep-sito de Anilina 7l&ula de aso
>ampana Kocatoma
Estabiliadores deFlu!o
Entrada de Flu!o
Jubo de Altura>onstante
Jubo de 7idrio,7isualiador de
Flu!o
/escarga )Begulador de Flu!o
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Abrir lentamente la &l&ula de desagUe !unto con la del dep-sito de anilina, de
manera (ue se &isualice una pe(ue5a l"nea de tinta por el tubo transparente# roceder a abrir gradualmente la &l&ula de descarga midiendo a la &e el caudal
por a%oro &olum3trico asta encontrar la &elocidad cr"tica in%erior ) superior# Begistrar la temperatura del agua ) determinar el &alor de la &iscosidad cinemtica
en tablas# ara obser&ar el per%il de &elocidades detenga el %lu!o ) sobre la boca de la
campana, deposite una pe(ue5a cantidad de colorante, luego abra lentamente la&l&ula de descarga de tal manera (ue la anilina circule lentamente por el tubotransparente#
50 #9RM=LA6
Caudal
Velocidad Media
Viscosidad Cine)(tica
$a &iscosidad cinemtica es %unci-n de la temperatura del %luido en ensa)o# 7er Jabla de
7iscosidad en Anexo#
8)ero de Reynolds
7i()etro de la tubera
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" = Vol
Tiem#o
Vmedia = "
$secci%n
= fT&
!e = Vmedia
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10 mm - 1 mm dependiendo del e(uipo ensa)ado
#actor de 'riccin r!i)en la)inar
#actor de 'riccin r!i)en turbulento
*0 R6=L+A76
/eterminar para cada medici-n el 86mero de Be)nolds ) Factor de Fricci-n (ue
corresponda#
-0 /L/GRA#BA
Mecnica de los Fluidos, N&a# Edici-n, 1N Streter, 7; Q)lie, K# Mecnica de Fluidos, 2da# Edici-n, 1N otter, M; Qiggert, /#;
ondo, M#
Pgina_21 Laboratorios_Termofluidos_2016
f = ?:
!e
f =#."?
:!e
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>0 +ALA 7 M7/C/86
Medici5n )olumen m: Tiem(o s *bser#aciones
1
2
4
L
N
10
11
12
1
14
1
/atos 1:JH A?'A:V A?'A:
" 6er ,abla %" en Anexo ,ablas ) grficosF
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"0 +ALA 7 R6=L+A76
Medici5n %audal m:!s )elocidadm!s
"e f ";
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&'(erimento :
10 +/V6
Medir el caudal de un %luido en un circuito con contorno cerrado, utiliandoman-metros di%erenciales, Jubo de 7enturi, laca +ri%icio ) Jubo de itot#
'tiliaci-n de la Ecuaci-n de Kernoulli para determinar el caudal en un ductocerrado#
20 PR/8C/P/6 +9R/C6
$a ecuaci-n de Kernoulli es uno de los pilares %undamentales de la idrodinmica, soninnumerables los problemas prcticos (ue se resuel&en mediante esta ecuaci-n, entre estosla medici-n de caudales#
=alance de &ner- +& %,/+,L
'" = '> Perd">
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A'oro Volu)trico.
'n m3todo simple para determinar el caudal cantidad de %lu!o en &olumen o masa porunidad de tiempo
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$a placa de ori%icio consiste en una placa per%orada (ue se instala en la tuber"a, el ori%icio
(ue posee es una abertura cil"ndrica o prismtica a tra&3s de la cual %lu)e el %luido# Elori%icio es normaliado, la caracter"stica de este borde es (ue el corro (ue 3ste genera notoca en su salida de nue&o la pared del ori%icio# El caudal se puede determinar por mediode las lecturas de presi-n di%erenciales# /os tomas conectadas en la parte anterior )posterior de la placa captan esta presi-n di%erencial#
$a disposici-n de las tomas se pueden obser&ar con mas claridad en la %igura 8H
#i!0 8F3DPlaca ri'icioE
+ubo de PitotEl tubo de itot es (ui la %orma ms antigua de medir la presi-n di%erencial ) tambi3nconocer la &elocidad de circulaci-n de un %luido en una tuber"a# >onsiste en un pe(ue5otubo con la entrada orientada en contra del sentido de la corriente del %luido# $a &elocidaddel %luido en la entrada del tubo se ace nula, al ser un punto de estancamiento,con&irtiendo su energ"a cin3tica en energ"a de presi-n, lo (ue da lugar a un aumento de
presi-n dentro del tubo de itot#
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#i!0 8F 4D+ubo de PitotE
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30 PR/M8+ALM8+ 6 +/8.
3010 Caudal Real HA'oro Volu)tricoI.
3020 +ubo de Venturi
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"! = Vol
Tiem#o
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+bser&ando los tubos pieom3tricos:
Pgina_2 Laboratorios_Termofluidos_2016
'" = '> Perd">
Si Perd">=#
P" f
(" V"
>
>g =
P> f
(> V>
>
>g
P f
= P"P> f
= V>
>V"
>
>g
P f =
V>>V"
>
>g i
P = lm ) P
lm= )
Como8 lm = f = )>*Caso Laboratorio
) = P)> *
= P
fii
Como8 "" = "> $" $> V" V>
$" V" = $> V>
V" = $
>
V>
$"iii
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Semestre I2016
Ree)pla;ando iii y ii en i
se obtiene.
l caudal ser(.
Pgina_%0 Laboratorios_Termofluidos_2016
V> =
>g)
"$>$">
"> = $>V>
" = $> V>
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Semestre I2016
3030 Placa ri'icio
$a %ormulaci-n anterior para el Tubo de )enturies exactamente la misma para una$laca*rificio#
3040 Coe'iciente de 7escar!a.
Pgina_%1 Laboratorios_Termofluidos_2016
C = "!"T
V> =
>g)
"
$>
$">
"> = $>V>
" = $> V>
./
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AREA DE TERMOFLUIDOS
Asignatura:Mecnica de Fluidos 440140 Gua de Laboratorios
Semestre I2016
3050 +ubo de Pitot
+bser&ando el man-metro di%erencial:
Pgina_%2 Laboratorios_Termofluidos_2016
'" = '> Perd">
Si Perd">=#
P" f
(" V"
>
>g =
P> f
(> V>
>
>g
V>>
>g (>(" = #
Pf
= P>P" f
= V"
>
>g
P
f=
V">
>g
i
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Semestre I2016
50 PRC7/M/8+
Importante:$ara cada una de las mediciones es necesario usar la reada tuber"a tiene una &l&ula de
descarga# +bser&e como se mue&en las columnas l"(uidas en el man-metro di%erencial# Sin
sobrepasar el ni&el mximo ) logrando una altura tal (ue permita una buenalectura, de%ina la ma)or di%erencia de alturas posible Implica >audal Mximo
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Semestre I2016
*0 R6=L+A76
GeneralAl %inal de la sesi-n, debe entregar un In%orme Simple
Bealice un es(uema simpli%icado del e(uipo#
+ubo de Venturi ara el Jubo de 7enturi, obtener el coe%iciente de descarga para cada uno de los
caudales ensa)ados#
Placa ri'icio ara la laca +ri%icio, obtener el coe%iciente de descarga para cada uno de los
caudales ensa)ados#
+ubo de Pitot ara el Jubo de itot, obtener el %lu!o &olum3trico ) msico de aire para cada uno de
los caudales ensa)ados#
-0 /L/GRA#BA
Mecnica de Fluidos, 2da# Edici-n, 1N otter, M; Qiggert, /;ondo, M#
Mecnica de los Fluidos, a# Edicion, 2000 Streeter, 7; Q)lie, K; @eit, Q
Pgina_%' Laboratorios_Termofluidos_2016
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Semestre I2016
"0 +ALA 7 R6=L+A76
Medici5n )1m!s ) 2m!s DT m:!s D" m:!s %+
1
2
3
Medici5n )1m!s ) 2m!s DT m:!s D" m:!s %+
1
2
3
Medici5n )1m!s D m:!s m E
1
2
3
Pgina_%) Laboratorios_Termofluidos_2016
+ubo de Venturi
Placa ri'icio
+ubo de Pitot
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Semestre I2016
1,0 Resu)en y #r)ulas
Caudal Real.
Caudal +erico.
Coe'iciente de 7escar!a.
+ubo de Venturi Placa ori'icio
+ubo de Pitot
Pgina_%* Laboratorios_Termofluidos_2016
"! = Vol
Tiem#o
"T = $ V
C ="!
"T
V> =
>g)
"
$>
$">
V" = lm >g ) f
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Semestre I2016
&'(erimento 4
10 +/VE&aluar las p3rdidas de carga en un circuito# /eterminar experimentalmente el
%actor de %ricci-n %onstante
Pgina_% Laboratorios_Termofluidos_2016
$"+I+,S +& %,"G,
'" ) = '> Perd">
Perd!egular= f LV
>
>g
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Experimentalmente se tiene:
Pgina_&0 Laboratorios_Termofluidos_2016
'" = '> Perd">
P" f
(" V">
>g = P> f
(> V>>
>g Perd">
P
f=
P"P> f
= V>
>V"
>
>g Perd">
Como+ "" = "> $" = $> V" = V>
P
f=
P"P>f
= Perd">
1 2
W
W
W
41X1
42X2
#lu$o
,uboPiezom*trico
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Prdidas 6in!ulares. Son las p3rdidas presentes en los accesorios ) son pro&ocadas porlos cambios en la direcci-n del %lu!o de %luido#
/onde:
@: >onstante de singularidad# Este &alor depende de las caracter"sticas %"sicas del accesorio#7: 7elocidad media de %lu!o#2g: >onstante
Al!unos
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Semestre I2016
+ipo de sin!ularidad N
Ensancamiento brusco, en base a 71 "$"$> >
>ontracci-n brusca, en base a 72
Belaci-n deAreas
2:1 0,2
:1 0,41
10:1 0,4
Fuente: Mecnica de Fluidos, otter.Qiggert, 2da# Edici-n#
Pgina_&2 Laboratorios_Termofluidos_2016
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&'(erimentalmente se tiene3
Codos ",KC
Pgina_&% Laboratorios_Termofluidos_2016
'" = '> Perd">
P"
f ("
V">
>g =
P>
f (>
V>>
>g Perd">
P
f=
P"P> f
= V>
>V"
>
>g Perd">
Como+ "" = "> $" = $> V" = V>
P
f=
P"P>
f= Perd
">
#lu$o
Juboieom3trico
1 2
W
W
41
X1
W 42X
2
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Pgina_&& Laboratorios_Termofluidos_2016
P = lm )
P
lm = )
Como+ lm = f = )> *Caso Laboratorio
) = Perd"> = ,V
>
>g
) = Perd"> = ,codos V>
>g
,c/ codo = ,codos
:
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Contraccin rusca.
Pgina_&' Laboratorios_Termofluidos_2016
21
W
W
41
X1
42
X2
W
#lu$o
Juboieom3trico
'" = '> Perd">
P"
f ("
V">
>g =
P>
f (>
V>>
>g Perd" >
Pf
= P"P>
f=
V>>V"
>
>g Perd">
Como8 "" = "> $" $> V" V>
) V"
>V>
>
>g = Perd">
PerdContr.-> = ,contr. V>
>g
V" ," V> ,>
,"V"
>
>g =
V">V>
>
>g = ,>
V>>
>g
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%pansin rusca.
Pgina_&( Laboratorios_Termofluidos_2016
1 2
W
W
41
X1
42
X2
W
#lu$o
,uboPiezom*trico
PerdContr.-> = ,contr. V>
>g
V" ," V> ,>
,"V"
>
>g=
V">V>
>
>g= ,>
V>>
>g
'" = '> Perd">
P"
f ("
V">
>g =
P>
f (>
V>>
>g Perd">
P
f=
P"P> f
= V>
>V"
>
>g Perd">
Como+ "" = "> $" $> V" V>
) #
V">V>
>
>g = Perd">
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Semestre I2016
Lon!itud uiuadrada, rectangular, etc#onsiderando, condiciones de %lu!o, largos ) %luidos id3nticos
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30 76CR/PC/98 7L @=/P
ara realiar esta experiencia se cuenta con un Kanco de Ensa)os, recirculaci-n deagua por medio de una bomba, estan(ue ele&ado ) estan(ue o dep-sito in%erior#
Kanco de Ensa)os 8orCood Instruments $td# 'na regla central graduada - man-metro di%erencial# 4 >a5er"as de dimetros nominales: 2N, 22, 1, N mm# 7eri%i(ue en la placa los
dimetros interiores correspondientes# 'n tubo de 7enturi# 'na placa +ri%icio# 4 >odos de 0H>, conectados en serie# 'n dispositi&o de Expansi-n ) >ontracci-n brusca# Jubos pieom3tricos en cada uno de los elementos # Estan(ue de descarga con regla graduada de ni&el# Medici-n de >audal por A%oro
7olum3trico#
40 PRC7/M/8+
Importante:$ara cada una de las mediciones es necesario usar la rea5er"a a ensa)ar#
Sin %lu!o o caudal, el man-metro para los tubos pieom3tricos debe marcar cero *0# Abra lentamente la &l&ula de descarga# >ada tuber"a tiene una &l&ula de
descarga# +bser&e como se mue&en las columnas l"(uidas en el man-metro di%erencial# Sin
sobrepasar el ni&el mximo ) logrando una altura tal (ue permita una buena
Pgina_&* Laboratorios_Termofluidos_2016
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Semestre I2016
50 +ALA 7 M7/C/86
CaOera,1 7i()etro /nterior . H))I +e)peratura a!ua. HKCI
Medici5n A1cm A 2cm BC cm t s
1
2
3
CaOera,2 7i()etro /nterior . H))I +e)peratura a!ua. HKCI
Medici5n A1cm A 2cm BC cm t s
1
2
3
CaOera,3 7i()etro /nterior . H))I +e)peratura a!ua. HKCI
Medici5n A1cm A 2cm BC cm t s1
2
3
CaOera,4 7i()etro /nterior . H))I +e)peratura a!ua. HKCI
Medici5n A1cm A 2cm BC cm t s
1
23
Pgina_'0 Laboratorios_Termofluidos_2016
Prdidas Re!ulares
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Semestre I2016
Codos ",K 7i()etro /nterior . H))I +e)peratura a!ua. HKCI
Medici5n A1cm A 2cm BC cm t s
1
2
3
Contraccin rusca 7i(0 /nt01 . H))I 7i(0 /nt02 . H))I +0 a!ua. HKCI
Medici5n A1cm A 2cm BC cm t s
1
2
3
%pansin rusca 7i(0 /nt01 . H))I 7i(0 /nt02 . H))I +0 a!ua. HKCI
Medici5n A1cm A 2cm BC cm t s
1
2
3
Pgina_'1 Laboratorios_Termofluidos_2016
Prdidas 6in!ulares
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&'(erimento
10 +/V
/eterminaci-n de >oe%icientes de Arrastre ) Sustentaci-n para un per%ilaerodinmico 8A>A#
20 PR/8C/P/6 +9R/C6
Se estudiar el %lu!o alrededor de un cuerpo sumergido er%il Alar< en una corriente%luida#
Se de%ine como Flu3o 4ternopues el %luido es exterior a la super%icie del cuerpo# Ende%initi&a, se incidir en el estudio de las %ueras (ue resultan del mo&imiento relati&oentre un cuerpo ) un %luido ) (ue bsicamente son llamadas %ueras de arrastre ) desustentaci-n, de gran aplicaci-n en aerodinmica#
Fuerzas de arrastre ! sustentacin
El arrastre ) la sustentaci-n se de%inen como las componentes paralela ) normal,
respecti&amente, a la &elocidad relati&a de aproximaci-n, de la %uera e!ercida sobre un
cuerpo por el %luido en mo&imiento a su alrededor# $a acci-n dinmica del %luido en
mo&imiento es la (ue desarrolla arrastre ) sustentaci-n; otras %ueras como la
gra&itacional ) %lotaci-n no se inclu)en ni en el arrastre ni en la sustentaci-n#
Pgina_'2 Laboratorios_Termofluidos_2016
Fluos e'ternosH$erfil ,erodinmico
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Si consideramos el per%il aerodinmico de la %igura anterior, la &elocidad de %lu!o
sobre la parte superior es ma)or (ue la de la corriente libre ) al contrario sucede con la
presi-n# En el caso de un %lu!o bidimensional, como el de la %igura, la %uera de arrastre Fen la %ig#< se encuentra dada por la expresi-n:
d$sen#d 'cos&= GD +=
Si se integra sobre el rea super%icial siendo positi&a la presi-n ba!o el per%il )
negati&a arriba, se tendr:
+= d$sen# 'cos&= GD
/el mismo modo la %uera elemental de sustentaci-n FLen la %ig#
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Semestre I2016
30 76CR/PC/98 7L @=/P
ara la realiaci-n de la experiencia se cuenta con un Junel de 7iento, ubicado en el$aboratorio de Jermo%luidos# El e(uipo consta de un sistema de balanas (ue indican lasrespecti&as %ueras actuantes sobre el per%il aerodinmico# En el caso de la %uera dearrastre /rag Force
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Semestre I2016
3010 sue)a instalacin
40 PRC7/M/8+
rimero &eri%icar la existencia de los elementos para realiar la experiencia#
acer un pe(ue5o cro(uis de la instalaci-n ) registrar los distintos elementos# Bealiar las conecciones necesarias, seg6n indicaci-n 8o encender el euipoalibrar las balanas, poner en cero las escalas de Arrastre ) Sustentaci-n#
7eri%icar el ni&el del l"(uido man-metrico Medici-n de 7elocidadaso $aboratorio: Aire