1. PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTEUNIVERSIDAD PERUANA LOS
ANDES_HUANCAYO-PERU 2013-I FACULTAD DE INGENIERIA CP: INGENIERIA
CIVIL INFORME N 009LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS E
HIDRAULICAPerfil de la lnea de corrienteCATEDRATICO: ING.HUATUCO
GONZALES, MARIOPARTICIPANTE:10 DE JUNIO DE 2013QUISPE RAMOS, Luz
Amanda GRUPO: B1MODULO: FME-09HORA: 2:30-4:00
2. PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTEINTRODUCCIONEn la actualidad
el objetivo de disminuir la resistencia, aumentar la propulsin de
un buque, lleva a los ingenieros al desarrollo de nuevos perfiles
de hlices, cascos, bulbos, etc., pero para ello tienen que realizar
un estudio previo, estudio que en una etapa consiste en analizar
detalladamente como es el comportamiento del fluido a travs del
perfil estudiado. Esto conlleva, en un primer estudio, analizar las
lneas de flujo que rodea el perfil, y es en este punto el cual
nosotros hemos realizado un equipo bsico que nos permita visualizar
las lneas de flujo que pasan a travs de nuestro perfil. Por todo
ello, al elaborar este pequeo proyecto hemos aprendido como es que
se hace un estudio bsico, de las lneas de corriente que pasan
alrededor de un perfil, que caractersticas, forma, presenta a
diferentes tipos de flujo. Fundamento terico: Una lnea de flujo es
la trayectoria seguida por una pequea partcula suspendida en el
fluido. Las lneas de flujo tambin se llaman apropiadamente lneas de
corriente o curvasintegrales. Tambin se le conoce como el lugar
geomtrico de los puntos tangentes al vector velocidad de las
partculas de fluido en un instante t determinado, esto es, nos
indicanen cierto modo la10 DE JUNIO DE 2013velocidad y direccinde
las partculas del fluido.
3. PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTEOBJETIVOSDeterminar el
comportamiento de las lneas de corriente y visualizar las lneas de
flujo en canales que pasan a travs de un determinado perfil con un
vertedero sumergido.MARCO TEORICO Lneas y tubos de corriente Se
llama lnea De corriente a la curva que seala la trayectoria de una
partcula en un fluido Es siempre tangente al vector velocidad
instantnea.10 DE JUNIO DE 2013Las lneas de corriente nunca se
cortan, pero pueden aproximarse o alejarse entre si dependiendo de
las caractersticas del conducto.Tubos de corriente Es una zona de
fluido que contiene un conjunto de lneas de corriente. Viene
delimitado por lo que se conoce como superficie de control. La
cantidad de fluido contenida en dicho tubo se llama volumen de
control.
4. PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTETipos de flujo Flujo laminar
Se define como flujo laminar aquel en que las lneas de corriente se
mantienen paralelas entre s a lo largo de toda su trayectoria.Flujo
de transicin Se define como flujo de transicin aquel que
corresponde al periodo transitorio entre el flujo laminar y el
turbulento o viceversa.Flujo turbulento Se define como flujo
turbulento aquel en que las lneas decorriente
seentrecruzancontinuamente a lolargo de toda sutrayectoria.Flujo
laminar y turbulento En el flujo laminar la velocidad se mantiene
homognea, en tanto que en el turbulento cambia su direccin de forma
permanente.10 DE JUNIO DE 2013El paso de laminar a turbulento se
realiza en un proceso transitorio. La presencia de flujo turbulento
en un fluido genera las siguientes consecuencias: Aumenta la
transferencia de cantidad de movimiento. Incrementa el factor de
friccin. Eleva la potencia de la bomba que debe impulsar el
fluido.
5. PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTEEQUIPOS Y/O MATERIALESBanco
hidrulico FME 00. Equipo FME 09. Equipo de visualizacin de flujo en
canales FME 09. Modelos alargados (perfil de alas y redondas).
Colorante (violeta genciana).DESCRIPCIN DEL FM-09 El mdulo consiste
en un canal transparente de metacrilato dotado de un rebosadero en
la parte superior y una placa regulable en el extremo de descarga.
Dicha placa permite regular el nivel de flujo. El agua es
suministrada al canal desde la boca de impulsin del Banco Hidrulico
(FME00) o del Grupo de Alimentacin Hidrulica Bsico
(FME00/B),mediante una tubera flexible, pasando a travs de un
depsito de amortiguamiento que elimina las turbulencias. Dispone de
un sistema de inyeccin de colorante, que consta de un depsito, una
vlvula de control de flujo y unas agujas que permiten una mejor
visualizacin del flujo alrededor de los diferentes modelos
hidrodinmicos, los cuales se colocan en la parte central del canal.
Nivelacin del mdulo mediante patas ajustables. Se suministran
varios modelos hidrodinmicos para el estudio del flujo alrededor de
stos.10 DE JUNIO DE 2013PROCEDIMIENTO A continuacin se detalla el
procedimiento del ensayo indicado. El equipo de visualizacin de
flujo en canales, se instal en sobre el banco hidrulico. Se procede
a encender el banco hidrulico. En el equipo de visualizacin se
instala el perfil a ser estudiado. Luego se mediante las agujas
hipodrmicas se inyecta la tinta, regulando la salida del tinte con
la manecilla de la llave de paso del dosificador. Posteriormente,
se determinara el comportamiento de las lneas de corriente al
encontrarse con el perfil en estudio. Una vez determinada el
comportamiento, se procede a cambiar el siguiente perfil a estudiar
hasta hacerlo con los 4 perfiles.
6. PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTEANALISIS DE LOS PERIFLES:
Perfil de crculo de dimetro mayorEn este perfil se ver dos
situaciones tanto laminar y turbulento, en ambos casos, se observa
que en este perfil con un dimetro de 2.5cm que al expulsar el tinte
se nota que la velocidad en la parte inferior es menor que en la
parte superior.10 DE JUNIO DE 2013Perfil de crculo de dimetro
menor. Aqu se ver que la velocidad es mayor en la parte superior, y
que a menor presin mayor ser la velocidad, las lneas de corriente
no tocan la seccin circular. Aqu se da el flujo transitorio donde
se quieren separar en la misma lnea, por lo tanto no es laminar ni
turbulento.
7. PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTEPerfil de ala. La velocidad
en la parte de arriba es mayor a la de abajo, y que a mayor
velocidad menor ser la presin, a una distancia mayor que recorre el
perfil, no impacta en el perfil sino se desva. Y a esta separacin
se llama coeficiente de pelcula. En el turbulento se ve que a menor
velocidad mayor ser la presin, no hay mucha diferencia con el
laminar.10 DE JUNIO DE 2013Perfil de media ala. La velocidad en la
parte de abajo es mayor a la de la parte de arriba por que la parte
de arriba es de forma recta y la de abajo tiene otra forma. En el
turbulento se ve que desde que sale se juntan todas las lneas de
separacin. Esto es utilizado mayormente en barco.
8. PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTEConclusiones QUISPE RAMOS,
Luz Amanda1. Se concluye que en el perfil de crculo de dimetro
menor el flujo depender de la potencia de la bomba, donde a mayor
potencia de lnea de corriente ser turbulento y cuando tiene menor
potencia ser laminar, la velocidad en la parte de arriba es mayor a
la de abajo, a una distancia mayor que recorre el perfil, no
impacta en el perfil sino se desva. Y a esta separacin se llama
coeficiente de pelcula. 2. Las lneas de corriente pueden ser
convergentes, divergentes o paralelas, pero nunca se deben cruzar,
ya que esto implicara que en un punto dado existieran dos
velocidades en un mismo instante, lo cual no es Fsicamente posible.
3. Se concluye que en los perfiles de ala la velocidad que fluye
por la parte superior es acelerado mientras que el que fluye por la
parte inferior es retardado; y esto demuestra que por ms que el
flujo pase por una corriente muy larga, la parte superior alcanzara
el borde de salida antes que pase por la parte inferior. Ya que en
su mayora la velocidad del flujo va ser mayor en la parte
superior.Recomendaciones QUISPE RAMOS, Luz Amanda10 DE JUNIO DE
20131. Se recomienda utilizar perfiles circulares de dimetro mayor,
ya que nos permitir conocer y determinar si la velocidad que pasa
por el flujo de corriente, es ms rpida en la parte superior y/o
inferior. 2. Se recomienda tener presente el estudio de las lneas
de flujo, ya que nos mostrara a detalle qu tipo de fluido es el que
atraviesa nuestro perfil. 3. Abrir lentamente la vlvula de
regulacin hasta que se visualicen las lneas de flujo con el
colorante. Anotar, describir y/o dibujar el comportamiento de las
lneas de flujo a travs de las obstrucciones (vertedero o
ala).Verificar que el depsito de tinta y las agujas estn limpias,
para as tener un mejor resultado.
9. PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTECLCULOS Modulo: FME 00 -FME
09OBJETIVO Medir el caudal en un canal, con un vertedero sumergido.
EQUIPOS Y/O MATERIALES Banco Hidraulico FME 00. Equipo de
visualizacion de flujo en canales FME 09. Vertederos
Regla.PROCEDIMIENTO El equipo de visualizacin de flujo en
canales,se instal en sobre el banco hidrulico. Se procede a
encender el banco hidrulico. En el equipo de visualizacin se
instala el vertedero a utilizar, ya sea el vertedero de pared
delgada o de pared gruesa. Luego se espera a que el flujo (agua)
sea estable. Despus se realizar la medicin de la altura del fluido
desde la base del vertedero hasta el nivel del agua, como se
muestra en la imagen. Una vez realizado la medicin se toma los
apuntes. TABLA DE REGISTROS En esta tabla se registraron la altura
del nivel del agua sobre la base del vertedero. P = 0.074 mH =
0.035 mY = 0.101 m10 DE JUNIO DE 2013Base del vertedero:b = 0.015
mPROCESAMIENTO DE DATOS: Hallando el (Q). Mtodo EDIBON: Primer
Paso: convertir la altura de cm a m 10.1cm. = 0.101 m
10. PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTESegundo Paso: calcular los
valores de la siguiente imagen: Y = 0.074 m H= 0.035 m Base del
vertedero: b = 0.015 m Tercer Paso: clculo del caudal o gasto
unitario (q)Cuarto Paso: clculo de CWQuinto Paso: entonces el q
ser:Sexto Paso: clculo del Caudal o gasto (Q):10 DE JUNIO DE
2013Mtodo Francis:Primer Paso: calculam os los
11. PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTEvalores de la siguiente
imagen:P = 0.074 m H = 0.035 m Y = 0.101 m Base del vertedero: b =
0.015 mSegundo Paso: se verifica la siguiente condicional:Esto nos
indica que Q se calculara por iteraciones.Tercer Paso: No se
considera h (altura cintica)10 DE JUNIO DE 2013Pero:Cuarto Paso: Se
considera h, pero el valor del paso anterior
12. PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTEComparando:Conclusiones
Participante: Quispe ramos, Luz Amanda 1. Se concluye que el
resultado de los caudales son diferentes puesexiste una diferencia
que puede ser debido a una mala toma de datos del caudal o una mala
aplicacin de la formula. 2. El caudal se puede determinar de muchas
formas, en el caso de esta prctica utilizamos la formula
determinada por Edibo -Francis.3. Cuanto menos sea la altura del
umbral, el caudal tiende a aumentar, tambin se observa que se va
alejando de la siguiente relacin: 0.179RECOMENDACIONES
Participante: Quispe ramos, Luz Amanda 1. Determinar en el
laboratorio como es que el nmero de contracciones influye en la
ecuacin de Francis, con sus diferentes tipos de materiales. 2.
Existen varias frmulas para calcular la descarga a travs de
vertederos es recomendable aplicar la que ms se acerque a nuestras
condiciones geomtricas para as tener resultados confiables.10 DE
JUNIO DE 20133. Utilizar en el ensayo otros lquidos de mayor
viscosidad para poder notar las diferencias que esto podra
representar.
13. 10 DE JUNIO DE 2013PERFIL DE LA LINEA DE CORRIENTE
