Practica Flujo en un tubo circular / Ecuacin de Hagen
PoisevilleALUMNO: Ivn Rodrigo Mendoza QuispeOBJETIVOS Identificar
los parmetros que influyen en el desplazamiento de fluidos en tubos
verticales Precisar las condiciones para dar validez a la ecuacin
de Hagen poiseville Determinar la viscosidad de fluidos
newtonianos, aplicando la ecuacin de Hagen poisevilleEQUIPOS
MATERIALES Y REACTIVOS Sistema de descarga de fluidos
CronometroPROCEDIMIENTO Instalar el sistema segn indicaciones del
docente Medir la temperatura del fluido Llenar el viscosmetro con
el fluido Medir el caudal para cada tubo Construir tabla, de toma
de datos
Aplicando la ley de Hagen Poiseville se conocen las siguientes
condiciones: El flujo es laminar (Re menor que aprox. 2100) La
densidad es constante (flujo incompresible) El flujo es
independiente del tiempo (estado estacionario) El fluido es
newtoniano , Los efectos finales son despreciables
DatospruebasTiempoVelocidad para desplazamiento de 0,0566 m en
(m/s)
133.650.00167 (m/s)
233.65
333.54
433.84
534.21
634.44
Promedio33.88
Solucin350g de sacarosaAforando a 1000 cm3Solucin al 35% de
sacarosa
PDPresin antes del tubo
PLPresin en el tubo
hLongitud del tubo pequeo0.0622 m
VolumenVolumen total640mL=0.00064 m3
HAltura de referencia del tubo grande0,0566 m
(r)Radio del tubo pequeo0.00225 m
RRadio del tubo grande0.06185 m
gGravedad9.8 m/s2
Densidad de la solucinMasa = 350g1026.8 kg/m3
Volumen = 1000cm3
T= 36.6 C
Analizar el sistema operativo (experimento) y responder:1.
Realizar balance de cantidad de movimiento y determinar
H
h
A =
Balance de cantidad de movimiento
donde
2. Del resultado anterior hallar flujo volumtrico y calcular
(kg/m-s) despejando de la ecuacin de QReemplazando en la ley de
Newton (por las suposiciones indicadas anteriormente)
Velocidad media:
Caudal
0.00532 donde
3. Realizar balance de cantidad de movimiento (parmetros de
entrada) si el flujo fuera de abajo hacia arriba. Si el flujo fuera
hacia arriba cambiaria las presiones = P + puesto que las fuerzas
de presin y gravedad actan en direcciones opuestas al igual que el
anterior caso tenemos la ecuacin:
4. Como afecta a la ecuacin si el sentido del flujo fuera de
abajo hacia arriba. considerar nicamente el efecto de las
presiones
Al considerar este cambio de la direccin de fluido = P + puesto
que las fuerzas de presin y gravedad actan en distintas
direcciones.Pero se mantiene igual la ecuacin porque lo nico que se
hace es el cambio en las coordenadas.
5. Que entiende por perdida de carga. Qu relacin existe entre
los trminos presin y carga.
La prdida de carga es la prdida de energa por el aumento en la
presin en este caso dentro del tubo generado por la presin del
lquido, y estas se relacionan en que si aumenta la presin aumentara
la perdida de carga.
6. La prdida de carga es constante o es funcin de algn
parmetroLa prdida de carga depende de las condiciones en que se
trabaje por ejemplo es constante si el conducto (tubo) es regular,
y varia si hay situaciones particulares como estrechamiento, cambio
de direccin, presencia de una vlvula, etc
7. Que es cada de presin
Es la diferencia que se genera en las presiones tanto de entrada
y de salida del tubo en particular conocido como , esta depende de
la altura (H y h) por la relacin de la cual deducimos mientras
mayor sea la altura mayor presin tendremos y si esta va
disminuyendo tambin ira disminuyendo la presin dentro del tubo.
Tambin depende del rozamiento que hay dentro del tubo.
8. Aplica el numero Reynolds, en su experimento Siendo D =
2r
Cumple con la restriccin Re < 2100
9. Bajo qu condiciones se aplica el modelo de Hagen Poiseville
como instrumento de medida de la viscosidad
Se aplica en las condiciones: El flujo es laminar (Re menor que
aprox. 2100) La densidad es constante (flujo incompresible) El
flujo es independiente del tiempo (estado estacionario) El fluido
es newtoniano , Los efectos finales son despreciables
10. La presin ejercida por un fluido, vara de acuerdo a la
geometra del recipiente que lo contiene o vara de acuerdo a otra
dimensin
La presin ejercida por el fluido depende de su densidad, de la
gravedad y de la altura en que este se encuentra generando una
presin, y esta depende tambin de la geometra del recipiente que lo
contiene 11. Que aplicaciones tiene la ecuacin de Hagen
PoisevilleLas aplicaciones de esta ecuacin se dan en el campo de la
electricidad al comprenderla como una clase de fluido entendiendo V
(diferencial del voltaje) al igual que la cada de presin y Q
(caudal) como la corriente elctrica (I), esto con fines acadmicos
para su mejor entendimiento. Tambin tiene aplicacin en el campo de
la medicina en la ventilacinpulmonaral describir el efecto que
tiene el radio de las vas respiratorias sobre la resistencia del
flujo de aire en direccin a losalveolos. De ese modo, si el radio
de losbronquiolosse redujera por la mitad, la ley de Poiseuille
predice que el caudal de aire que pasa por ese bronquiolo reducido
tendra que oponerse a una resistencia 16 veces mayor, siendo que la
resistencia al flujo es inversamente proporcional al radio elevado
a la cuarta potencia.1 Este principio cobra importancia en elasmay
otrasenfermedadesobstructivas delpulmn. Al reducirse el radio de
las vas areas respiratorias, el esfuerzo de la persona se eleva a
la cuarta potencia.
12. Que es el nmero de Reynolds y para qu sirveEl nmero de
Reynolds se utiliza para caracterizar el movimiento de un
fluido.Por la relacin siendo D = 2rFlujo laminar sin ondulaciones
Re < 4 a 25Flujo laminar con ondulaciones 4 a 25 < Re 1000 a
200013. Influye en los resultados si la pared es lisa o rugosa Si,
influye en los resultados si la pared es lisa o rugosa porque esta
presenta una friccin, si tengo un fluido muy viscoso, entonces el
caudal disminuir, sucediendo de manera contraria si tengo una pared
muy lisa aumentara el caudal al no presentarse una gran friccin de
parte de la pared.
