Univerversidad de san carlos de guatemala
facultad de ingeniería.
Mecanica de fluidos 1.
Laboratorio de mecanica de fluidos 1.

Reporte de laboratorio no. 1


introduccion.

Mecanica de fluidos, es la parte de la física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos

entre las aplicaciones de la mecanica de fluidos estan la propulsión a chorro, las turbinas, los compresores y las bombas. La hidraulica estudia la utilización en ingeniería de la presión del agua o del aceite.

En este caso específico utilizamos 3 manómetros para medir la presión de cada fluido y sus respectivas alturas, para cual presentamos los calculos a continuación.

Objetivos.

• la practica describe alturas y presiones así como los calculos basicos (lo cual explicara gran parte de la mecanica de fluidos) y los flujos viscosos laminares y turbulentos.

• utilizar los diferentes sistemas de medida para representar las propiedades basicas de los fluidos y emplear los métodos de conversión que relacionan los distintos sistemas de medición.
• que el estudiante pueda determinar y entendercon éxito, las propiedades basicas de los fluidos.

Marco teorico.

Para clasificar a los materiales que se encuentran en la naturaleza se pueden utilizar diversos criterios. Desde el punto de vista de la ingeniería, uno de los mas interesantes lo constituye aquel que considera el comportamiento de los elementos frente a situaciones especiales. De acuerdo a ello se definen los estados basicos de sólido, plastico, fluidos y plasma. De aquí la de definición que nos interesa es la de fluidos, la cual se clasifica en líquidos y gases.

La clasificación de fluidos mencionada depende fundamentalmente del estado y no del material en si. De esta forma lo que define al fluido es su comportamiento y no su composición. Entre las propiedades que diferencian el estado de la materia, la que permite una mejor clasificaron sobre le punto de vista mecanico es la que dice la relación con la forma en que reacciona el material cuando se le aplica una fuerza.

Los fluidos reaccionan de una manera característica a las fuerzas. Si se compara lo que ocurre a un sólido y a un fluido cuando son sometidos a un esfuerzo de corte o tangencial se tienen reacciones características que se pueden verificar experimentalmente y que permiten diferenciarlos.

Con base al comportamiento que desarrollan los fluidos se definen de la siguiente manera: 'fluido es una sustancia que sedeforma continuamente, o sea se escurre, cuando esta sometido a un esfuerzo de corte o tangencial'. De esta definición se desprende que un fluido en reposo no soporta ningún esfuerzo de corte.

Densidad relativa

es la relación entre la densidad de una substancia cualesquiera y la de otra que se establece como patrón o referencia. De manera general la densidad de la substancia referencial es la del agua, cuyo valor es de

( h2o = 1 g/cm3 = 1000 kg/m3

la densidad relativa de una substancia es una magnitud adimensional y su valor es el mismo de la densidad.

Densidad (()

la densidad de un líquido se define como su cantidad de masa por unidad de volumen.
Ademas podemos decir, que cuando aumenta la temperatura la densidad suele también aumentar y cuando la presión aumenta la densidad también. Las unidades de la densidad son (lbm/ft3) ó (lbm/gal3).
N fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostatica, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a lassuperficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión



estatica de fluidos o hidrostatica:

una característica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partícula del fluido es la misma en todas direcciones. Si las fuerzas fueran desiguales, la partícula se desplazaría en la dirección de la fuerza resultante. De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie —la presión— que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene, sea cual sea su forma, es perpendicular a la pared en cada punto. Si la presión no fuera perpendicular, la fuerza tendría una componente tangencial no equilibrada y el fluido se movería a lo largo de la pared.

Este concepto fue formulado por primera vez en una forma un poco mas amplia por el matematico y filósofo francés blaise pascal en 1647, y se conoce como principio de pascal. Dicho principio, que tiene aplicaciones muy importantes en hidraulica, afirma que la presión aplicada sobre un fluido contenido en un recipiente se transmite por igual en todas direcciones y a todas las partes del recipiente, siempre que se puedan despreciar las diferencias de presión debidas al peso del fluido y a la profundidad. Cuando la gravedad es la única fuerza queactúa sobre un líquido contenido en un recipiente abierto, la presión en cualquier punto del líquido es directamente proporcional al peso de la columna vertical de dicho líquido situada sobre ese punto. La presión es a su vez proporcional a la profundidad del punto con respecto a la superficie, y es independiente del tamaño o forma del recipiente. Así, la presión en el fondo de una tubería vertical llena de agua de 1 cm. De diametro y 15 m de altura es la misma que en el fondo de un lago de 15 m de profundidad. De igual forma, si una tubería de 30 m de longitud se llena de agua y se inclina de modo que la parte superior esté sólo a 15 m en vertical por encima del fondo, el agua ejercera la misma presión sobre el fondo que en los casos anteriores, aunque la distancia a lo largo de la tubería sea mucho mayor que la altura de la tubería vertical. Veamos otro ejemplo: la masa de una columna de agua dulce de 30 cm. De altura y una sección transversal de 6,5 cm.2 es de 195 g, y la fuerza ejercida en el fondo sera el peso correspondiente a esa masa. Una columna de la misma altura pero con un diametro 12 veces superior tendra un volumen 144 veces mayor, y pesara 144 veces mas, pero la presión, que es la fuerza por unidad de superficie, seguira siendo la misma, puesto que la superficie también sera 144 veces mayor. La presión en el fondo de una columna de mercurio dela misma altura sera 13 veces superior, ya que el mercurio tiene una densidad 13,6 veces superior a la del agua.

El segundo principio importante de la estatica de fluidos fue descubierto por el matematico y filósofo griego arquímedes. El principio de arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho cuerpo. Esto explica por qué flota un barco muy cargado; el peso del agua desplazada por el barco equivale a la fuerza hacia arriba que mantiene el barco a flote.

Descripcion del ensayo.

1. Se utilizaron 3 diferentes tipos de manometros, los cuales estan llenos de diferentes tipos de fluidos.

2. Cada manometro tiene una medicion la cual se establecio desde el punto de interface superior hasta el punto de aire.

3. Cada medicion obtenida fue determinante para las alturas de cada fluido en los manometros.

4. Cada altura se determino por medio de reglas graduadas.

5. Con las alturas obtenidas se pueden determinar los calculos requeridos en cada uno de los manometros.

Equipo utilizado.

• papel para apuntes.

• lapiceros para apuntes.

• 4 fluidos distintos: mercurio, agua, gasolina, acite

• 3 manometros en forma de u

• metros de medicion instalados en los manometros.

Datos delaboratorio.

Manometro no. 1: agua y aceite

h1 = 30.1 cm = 0.301 m
h2 = 16.6 cm = 0.166 m
h3 = 12.5 cm = 0.125 m

manometro no. agua y gasolina

h1 = 15 cm = 0.150 m
h2 = 6.1 cm = 0.0610 m
h3 = 7.0 cm = 0.070 m

manometro no. 3: agua y mercurio

h1 = 62.9 cm = 0.629 m
h2 = 23.6 cm = 0.236 m
h3 = 2.9 cm = 0.029 m

calculos.

Calculos manometro no. 1









calculos manometro no. 2



calculos manometro no. 3



graficas.

Ejemplo de 1 manometro

analisis de resultados.

Según los resultados obtenidos en la practica de laboratorio, se lograron observar muestras de ligeras variaciones en los datos respecto del aceite.

Sin embargo, el mercurio y la gasolina presentan variaciones muy pequeñas, por lo que se llega a la conclusión del analisis que los valores tomados en la practica son bastante ligeros. Se dedujo que por medio de una comparación de un líquido conocido, como el agua.

Bibliografia

• mecanica de fluidos, v streter, mcgraw-hill.

• mecanica de fluidos e hidraulica, giles, ronald.

• https://es.wikipedia.org/wiki/mec%c3%a1nica_de_fluidos

• https://fluidos.eia.edu.co/fluidos/propiedades/densidadrelativapf.html

• https://www.monografias.com/trabajos13/visco/visco.shtml