La presión de los fluidos puede ser absoluta o manométrica. En el primer caso, se tiene una presión referida a la presión cero en el vacío. La presión manométrica que se obtiene directamente de un manómetro, indica la diferencia entre la presión de un punto determinado del fluido y la presión atmosférica. Tanto la presión absoluta ( Pabs ) como la presión manométrica ( Pm ) cambian linealmente con la profundidad ( h ) en los líquidos. Si en una tubería con un fluido en movimiento se colocan dos columnas piezometricas separadas una distancia L, se observa que, en las columnas liquidas que se levantan se presenta una diferencia de alturas que se denomina gradiente de presiones en la dirección del flujo en la distancia L. La presión interna en el tubo, se trasmite a los piezómetros en la forma de columna liquida. La diferencia de presiones obtenida entre los niveles piezómetros dividida por la distancia entre ellas, indica la caída de la presión en la forma de gradiente piezometrica. Esta propiedad de los fluidos se utilizará en la siguiente práctica.
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OBJETIVO
Medir las diferencias de presión entre dos puntos de una tubería. Obtener en forma experimental la caída de presión (∆h) entre dos puntos de un tramo L de una tubería. Representar gráficamente la caída de presión versus el número de Reynolds del flujo.
RECURSOS EN EL LABORATORIO Mecánica de Fluidos. URP-FIC
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Equipos utilizados en la práctica: EQUIPOS
DESCRIPCION
BANCO DE TUNERIAS Conjunto de tuberías de acero.
LIMNIMETRO DE PUNTA
MANOMETRO Funciona con un tubo transparente donde contiene agua y una parte de mercurio.
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VERTEDERO TRIANGULAR DE 90°
CRONOMETRO Permite calcular el tiempo y su precisión es de 0.01 segundos.
REGLA DE METAL Permite calcular la diferencia de altura que hay en un manómetro diferencial con liquido de mercurio.
WINCHA
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PROCEDIMIENTO
1. Primero medimos la distancia L que hay entre las tomas de presión. 2. Medimos el diámetro D de la tubería de PVC. 3. Aforar el caudal Q que pasa por la tubería con la ayuda del vertedero y
la curva de calibración de este, utilizando el grafico con la diferencia de los niveles H=Lo-L1 leído en el vertedero en mm, (Lo-L1) es la carga de aproximación al vertedero medida sobre el vértice del vertedero, Q se obtiene interceptando la curva de calibración entrando con (Lo-L) en el gráfico. 4. Medir la diferencia de las lecturas entre las columnas de mercurio en el manómetro diferencial, en las ramas izquierda y derecha, es R. 5. Repetir los pasos anteriores para completar cinco datos.
PROCEDIMIENTO DE GABINETE 1. Calcular la diferencia de presiones ∆h entre las secciones 1 y 2 del tubo con la ecuación expuesta. 2. Obtener la velocidad media V en la tubería dividiendo Q entre el área interior de la tubería. 3. Con la velocidad media, la viscosidad del fluido y el diámetro del tubo calcular el valor del número de Reynolds Re, establecer el índice de turbulencia del flujo en cada caso. 4. Repetir el procedimiento para cinco caudales. 5. Registrar los datos y cálculos en la tabla de datos empíricos en una hija Excel.
CALCULOS Y RESULTADOS Mecánica de Fluidos. URP-FIC
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TABLA 1
GRAFICO
APLICACION
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Los continuos espacios vacíos del suelo pueden comportarse en conjunto como tubos capilares con secciones transversales diferentes. En contraste con lo que ocurre en los tubos, los vacíos continuos del suelo se comunican entre sí en toda dirección, constituyendo un enrejado de vacíos. Se introduce una diamantina en el suelo hasta llegar al suelo saturado y el extremo superior queda expuesto a la atmósfera. Algún tiempo después de poner en contacto la parte inferior del tubo con el agua, luego el agua asciende capilarmente hasta una altura máxima hc. A una altura hcs, debido a que el suelo está completamente saturado, mientras la región de suelo comprendida entre hcs y hc está parcialmente saturada de agua. El ascenso capilar resulta ser más rápido mientras el grado de saturación disminuya.
Ascenso capilar
hc
hcs
CONCLUSIONES Mecánica de Fluidos. URP-FIC
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Debido a que el número de Reynolds en el flujo es mayor a 4000 el flujo será turbulento, en el ensayo se encontró turbulencia de pared generada por efectos viscosos debido a la existencia de rugosidad en la pared de la tubería, también se encontró turbulencia libre producida en la ausencia de la pared de la tubería y generada por el movimiento de capas de fluido a diferentes velocidades.
