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• joseph cruz

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PRACTICA N°2 DENSIDAD FLUJO VOLUMÉTRICO Y FLUJO MÁSICO  OBJETIVOS   

Calcular el flujo másico a partir del flujo volumétrico. Recordar la preparación de sustancias a diferentes concentraciones. Calcular la densidad de las sustancias preparadas.

 INTRODUCCIÓN Para realizar balances de materiales o para supervisar un proceso o para modificar el mismo, debemos conocer las cantidades (en masa o en volumen), las velocidades de flujo (en unidades másicas, molares o volumétricas), las composiciones (en moles, en masa molar o en unidades de concentración) y las condiciones (presión o temperatura) de las sustancias que entran y salen de cada unidad del proceso. Primero para poder hallar el flujo necesitamos conocer el caudal, que es la cantidad de fluido que circula a través de una sección del ducto por unidad de tiempo. Su fórmula es: 𝑸 = 𝑽/𝑻 𝑄 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑉 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑇 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜

La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa, entonces la densidad se medirá en kg/m3, g/ml, mg/L, etc. Las ecuaciones para hallar la densidad son las siguientes fórmulas:

𝝆 = 𝒎𝒂𝒔𝒂/𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝝆=

(𝒑𝒊𝒄 . +𝒔𝒐𝒍 . ) − 𝒑𝒊𝒄 𝑽

La fórmula para hallar el flujo volumétrico es: 𝑭𝒗 =

𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐𝒅𝒆 𝒅𝒆𝒔𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂

La fórmula para hallar el flujo másico es: 𝒎 = 𝑭𝒍𝒖𝒋𝒐 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒐 𝒙 𝑫𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅



MATERIALES           



Fiola de 1000ml Tanque Balanza analítica Picnómetro Probeta de 500ml Probeta de 1000ml Beaker de 500ml Cronometro Sacarosa Cloruro de sodio Agua destilada

PARTE EXPERIMENTAL  Preparación de: 1 litro de sacarosa 0.5M

1 litro de NACL 1 M



RESULTADOS Y DISCUSIÓN Caudal 𝑸=

𝟏𝟎𝟎𝟎𝒎𝒍 𝟒𝟎𝒔𝒆𝒈

=25𝒎𝒍⁄𝒔𝒆𝒈

Flujo volumétrico SACAROSA VOLUMEN TIEMPO FLUJO (ml) (s) VOLUMETRICO(ml/s) 200 5 40 350

10

35

500

15

33.33

630

20

31.5

750

25

30

890

30

29.66

980

35

28

1000

40

25

TIEMPO

FLUJO VOLUMÉTRICO 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

200

400

600

800

VOLUMEN Flujo volumetrico

1000

1200

CLORURO DE SODIO VOLUMEN(ml)

TIEMPO(s)

200

5

FLUJO VOLUMETRICO(ml/s) 40

330

10

33

490

15

32.66

650

20

32.5

780

25

31.6

890

30

29.6

1000

35

28.57

TIEMPO

FLUJO VOLUMÉTRICO 40

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

33

0

200

32.66

400

32.5

600

31.6

29.6 28.57 25

800

VOLUMEN Flujo volumetrico

1000

1200

DENSIDAD SACAROSA

PICNOMETRO PICNOMETRO VOLUMEN DENSIDAD(𝒈𝒓⁄ ) 𝒎𝒍 VACÍO(gr) LLENO(gr) (ML) 22.20 23.84 23.25 22.41

74.76 77.13 81.09 72.59

50 50 50 50

1.05 1.06 1.15 1.0036

Promedio de densidades: 1.065 𝒈𝒓⁄𝒎𝒍  1065𝒌𝒈⁄𝒎𝟑 

Densidad

Desviación estandar

%error

-0.015 -0.005 0.085 -0.0614

1.05 1.06 1.15 1.0036

1.4084507 0.46948357 7.98122066 5.76525822

CLORURO DE SODIO

PICNOMETRO PICNOMETRO VOLUMEN DENSIDAD(𝒈𝒓⁄ ) 𝒎𝒍 VACÍO(gr) LLENO(gr) (ML) 22.20 23.84 23.25 22.41

73.14 75.86 79.72 80.49

50 50 50 50

1.02 1.04 1.12 1.16

Promedio de densidades:1.085 Densidad 1.05 1.06 1.15 1.0036

Desviación estandar -0.065 -0.045 0.035 0.075

%error 5.99078341 4.14746544 3.22580645 6.9124424

FLUJO MÁSICO

n=flujo volumétrico x Densidad SACAROSA

Flujo volumétrico(ml/s)

Densidad(kg/m3)

40

1.065

35

1.065

33.33

1.065

31.5

1.065

30

1.065

29.66

1.065

28

1.065

Flujo másico 42.6 37.3 35.5 33.5 32.0 31.6 29.8

CLORURO DE SODIO

Flujo volumétrico(ml/s)

Densidad(kg/m3)

40

1.085

33

1.085

32.66

1.085

32.5

1.085

31.6

1.085

29.6

1.085

28.57

1.085

Flujo másico 43.4 35.8 35.4 35.3 34.3 32.1 31.0

Conclusiones El porcentaje de error aumenta debido a equivocaciones cometidas durante el procedimiento del ensayo, un ejemplo de esto es la incertidumbre en la medición de los manómetros y las burbujas presentes en el sistema por un mal proceso de purgado. Para disminuir estos fallos se debe tener la debida precaución al momento de purgar el sistema y también se debe tener en cuenta que se debe esperar un tiempo considerable antes de realizar las respectivas lecturas ya que al sistema en si le toma un determinado tiempo estabilizarse, otro aspecto que cabe destacar era que la escala de medición que proporcionaban los manómetros no poseían las subdivisiones suficientes para realizar una lectura confiable y debido a esto varias veces fue necesario que se aproximaran los datos a uno de los extremos en la escala. A la hora de realizar cálculos todos estos errores pueden generar distorsión y generar alteraciones erróneas en los resultados. Se evidencia una pérdida de energía en los conductos a presión causada por el recorrido que hace el agua por estos y la perdida de energía para caudales mayores es mucho más alta para la placa de orificio que se encuentra en la parte final de la serie. Esta pérdida de energía está asociada al cambio de dirección en el flujo y la reducción en el área del conducto. Otro aspecto que contribuye negativamente y aumenta los porcentajes de error es el mal ajuste de las diferentes herramientas que se utilizan en la práctica, un ejemplo de esto es la nivelación del sistema de tubería. Se logró conocer la manera y las características de la medición del caudal de un fluido teniendo en cuenta aspectos como la perdida de energía y la precisión.

Bibliografía   

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Anónimo. Dispositivos para medir caudal y velocidad de fluidos. Recuperado de: http://tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/Medidores.htm. [consultado el 31 de agosto del 2019]. Anónimo. Dispositivos para medir caudal y velocidad de fluidos. [en línea]. Recuperado de: http://tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/Medidores.htm. [consultado el 31 de agosto del 2019]. Teaching manual, flow meter demostration, F1-F21, issue 2 July 1999, Armfield, Citado el 16/04/16, Disponible en línea para estudiantes de mecánica de fluidos Universidad Javeriana Cali. Steven Moreno, Yeferson Coral, Medidores de flujo en conductos cerrados, Universidad del Valle, Facultad de Ingeniería, Noviembre de 2013, Citado el 16/04/16, Disponible [en línea] en: Http://es.slideshare.net/stevenmoreno/medidores-de-flujo-en-conductoscerrados