Instituto Tecnológico de TijuanaIngeniería Química

Laboratorio Integral

Practica # 1Presión hidrostática

Alumnos:Luis López Nítida

Mojarro Ortiz RamiroRentería García César Horacio

Arredondo David

Introducción

Todas las presiones representan una medida de la energía potencial por unidad de volumen en un fluido. Para definir con mayor propiedad el concepto de presión en un fluido se distinguen habitualmente varias formas de medir la presión:

* La presión media, o promedio de las presiones según diferentes direcciones en un fluido, cuando el fluido está en reposo esta presión media coincide con la presión hidrostática.

* La presión hidrostática es la parte de la presión debida al peso de un fluido en reposo. En un fluido en reposo la única presión existente es la presión hidrostática, en un fluido en movimiento además puede aparecer una presión hidrodinámica adicional relacionada con la velocidad del fluido.

Presión Hidrostática

Introducción

La presión hidrostática es la parte de la presión debida al peso de un fluido en reposo. En un fluido en reposo la única presión existente es la presión hidrostática, en un fluido en movimiento además puede aparecer una presión hidrodinámica adicional relacionada con la velocidad del fluido. Es la presión que sufren los cuerpos sumergidos en un líquido o fluido por el simple y sencillo hecho de sumergirse dentro de este.

ghp

Objetivo

Utilizando mangueras de diferente diámetro, obtener una relación entre el gasto, la presión hidrostática y el propio diámetro de las mangueras

Material

Para llevar a cabo el experimento, se debe contar con el siguiente material:* 2 botellas de refresco desechables ( de 2 o 3 litros de diámetro constante)* 1 ½ mts de manguera transparente de tres diámetros diferentes (3/8, 1/2, 1/4 pulgada) * 1 cronometro * 1 pedestal (o soporte universal con anillo)

ResultadosResultados

t volumen altura (m)diámetro

(m) gasto fanning Reynolds ln(f) ln(Re)

6.77 0.0003 0.1 0.0127 4.43131E-05 0.50906379 4442.61812 -0.67518194 8.39899915

24.76 0.0003 0.1 0.009525 1.21163E-05 1.6158553 1619.62976 0.47986441 7.38995286

60 0.0003 0.1 0.00635 0.000005 1.24953202 1002.55082 0.2227691 6.91030285

4.79 0.0003 0.2 0.0127 6.26305E-05 0.254839 6279.02394 -1.3671233 8.74496982

11.91 0.0003 0.2 0.009525 2.51889E-05 0.37387352 3367.08925 -0.98383771 8.12180392

25.54 0.0003 0.2 0.00635 1.17463E-05 0.22640535 2355.2486 -1.48542832 7.76440157

2.86 0.0003 0.3 0.0127 0.000104895 0.09085042 10516.2674 -2.39854087 9.26067861

7.67 0.0003 0.3 0.009525 3.91134E-05 0.15505719 5228.42672 -1.86396125 8.56186569

24.69 0.0003 0.3 0.00635 1.21507E-05 0.21158607 2436.3325 -1.55312341 7.79824911

2.15 0.0003 0.4 0.0127 0.000139535 0.05134188 13989.0813 -2.96924843 9.54603239

5.86 0.0003 0.4 0.009525 5.11945E-05 0.09050997 6843.35033 -2.40229527 8.8310327

17.14 0.0003 0.4 0.00635 1.75029E-05 0.10196862 3509.5128 -2.2830902 8.1632325

1.66 0.0003 0.5 0.0127 0.000180723 0.03060632 18118.3884 -3.48654891 9.80468263

4.88 0.0003 0.5 0.009525 6.14754E-05 0.06276837 8217.62969 -2.76830404 9.01403709

14.35 0.0003 0.5 0.00635 2.09059E-05 0.0714741 4191.85013 -2.63842014 8.34089747

Gráfica ln(F) Vs ln(Re)

y = -0.5839x + 7.4246

R2 = 0.7062

0

2

4

6

8

10

12

-4 -3 -2 -1 0 1

ln(F)

ln(R

e) ln(F) Vs ln(Re)

Lineal (ln(F) Vs ln(Re))

ln(f) ln(Re)

-2.969248435 9.546032394

-2.402295274 8.831032704

-2.283090195 8.163232503

-3.486548912 9.804682633

-2.768304041 9.014037088

-2.638420137 8.340897474

Gráfica ln(F) Vs ln(Re)

y = -1.3144x + 5.3248

R2 = 0.7771

0

2

4

6

8

10

12

-4 -3 -2 -1 0

ln(F)

ln(R

e) ln(F) Vs ln(Re)

Lineal (ln(F) Vs ln(Re))

Relación funcional de flujo vs altura y diámetro

baDKhG Linealizando

DLnbhLnaKLnGLn

Modelo obtenido9226.29195.021.104 DhG

98.

Coeficiente de correlación

Relación funcional de diferencia de presión, flujo, diámetro

baDKGP

Linealizando

DLnbGLnaKLnPLn

Modelo obtenido9828.20205.1751.78 DGP

9687.

Coeficiente de correlación

Conclusiones Conclusiones Logramos establecer un modelo matemático para el Logramos establecer un modelo matemático para el cálculo del gastocálculo del gasto y la y la

diferencia de presióndiferencia de presión, encontrando las constantes del modelo, estos modelos , encontrando las constantes del modelo, estos modelos fueron muy buenos ya que el coeficiente de correlación con los puntos reales fueron muy buenos ya que el coeficiente de correlación con los puntos reales es muy alto. Pero no sucedió lo mismo cuando intentamos establecer un es muy alto. Pero no sucedió lo mismo cuando intentamos establecer un modelo para encontrar las constantes de la modelo para encontrar las constantes de la fórmula de Fanning fórmula de Fanning para flujo para flujo turbulento, el modelo obtenido nos mostraba valores muy diferentes a los de turbulento, el modelo obtenido nos mostraba valores muy diferentes a los de la formula y el coeficiente de correlación era regularmente bajo por lo que la la formula y el coeficiente de correlación era regularmente bajo por lo que la aproximación llevaba implícita un cierto grado de error. Después de revisar los aproximación llevaba implícita un cierto grado de error. Después de revisar los cálculos en repetidas ocasiones, los integrantes del equipo llegamos a la cálculos en repetidas ocasiones, los integrantes del equipo llegamos a la conclusión de que la gran discrepancia de los valores obtenidos con los conclusión de que la gran discrepancia de los valores obtenidos con los valores reales de la formula de Fanning fue causada por que el equipo valores reales de la formula de Fanning fue causada por que el equipo utilizado, no era óptimo para llevar a cabo esta práctica.utilizado, no era óptimo para llevar a cabo esta práctica.

Durante el transcurso de la práctica tuvimos algunas dificultades con la Durante el transcurso de la práctica tuvimos algunas dificultades con la manguera de mayor diámetro ya que al momento de hacer la medición era manguera de mayor diámetro ya que al momento de hacer la medición era muy rápida la forma en que el fluido salía de ella, es por eso que tuvimos que muy rápida la forma en que el fluido salía de ella, es por eso que tuvimos que hacerla a un tiempo mayor y eso nos facilitó un poco las cosas. Se pudo hacerla a un tiempo mayor y eso nos facilitó un poco las cosas. Se pudo observar que a mayor altura, mayor es la velocidad con la que cae el fluido.observar que a mayor altura, mayor es la velocidad con la que cae el fluido.

Durante el transcurso de la práctica tuvimos Durante el transcurso de la práctica tuvimos algunas dificultades con la manguera de mayor algunas dificultades con la manguera de mayor diámetro ya que al momento de hacer la diámetro ya que al momento de hacer la medición era muy rápida la forma en que el medición era muy rápida la forma en que el fluido salía de ella, es por eso que tuvimos que fluido salía de ella, es por eso que tuvimos que hacerla a un tiempo mayor y eso nos facilitó un hacerla a un tiempo mayor y eso nos facilitó un poco las cosas. Se pudo observar que a mayor poco las cosas. Se pudo observar que a mayor altura, mayor es la velocidad con la que cae el altura, mayor es la velocidad con la que cae el fluido.fluido.