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• Marco Santiago

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA LABORATORIO Nª4

Fuerza de chorro sobre superficies CURSO:

MECANICA DE FLUIDOS

PROFESOR:

GARCIA PEREZ MARIO

INTEGRANTES: . SANTIAGO VALERIO MARCO

1623125692

. INGA DELGADO FREIDER

1626125926

22/10/2018

I.

Introducción:

Dentro del estudio del flujo de fluidos encontramos el impacto de un chorro sobre una superficie, base principal para el desarrollo de la teoría de turbo maquinas. Es mediante las turbo maquinas, que se realiza la realización de un trabajo a partir de la energía que trae un fluido, como también la aplicación de un trabajo a un fluido, para agregarle una energía mayor. Por ello nos enfocaremos en determinar la fuerza de reacción que se genera por un impacto de chorro a una superficie.

II.

Marco Teórico:

 PRINCIPIO DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO Las fuerzas ejercidas por los fluidos en movimiento conducen al diseño de bombas, turbinas, aviones, cohetes, hélices, barcos, etc., por lo cual, la ecuación fundamental de la energía no es suficiente para resolver todos los problemas que se presentan y por lo tanto se necesita el auxilio del principio de la cantidad de movimiento.

La segunda Ley de Newton para un sistema de masa m sometido a una fuerza Neta F se expresa como:

Donde mV es el momento lineal del sistema. Note que tanto la densidad como La velocidad puede cambiar de punto a punto dentro del sistema El teorema del transporte de Reynolds proporciona las herramientas necesarias para pasar de la formulación de sistema a la de volumen de control. Si se hace b =V, entonces B =mV el teorema del transporte de Reynolds puede expresarse para el momento lineal como:

La parte izquierda de esta ecuación es igual a ∑ 𝐹 Cuando se sustituye, se obtiene que la forma general de la ecuación del momento lineal que se aplica a los volúmenes de control fijos, en movimiento o en deformación es:

 APLICACIONES Fuerza sobre Álabes Son muchas las situaciones en las cuales el cambio en la magnitud o en la dirección de la velocidad de un fluido induce fuerzas que deben ser tenidas en cuenta en el diseño de las tuberías de conducción y en los sistemas de anclaje. En las turbinas de impulso se aprovecha la energía de un chorro de agua que incide sobre una rueda que consta de varias cucharas sobre las que impacta el chorro, en este caso se trata de una serie de álabes en movimiento.

 Fuerza sobre un álabe fijo.-

El chorro incide en el álabe con velocidad C1. Si se desprecia el rozamiento y los cambios de elevación entre la entrada y la salida del flujo entonces las velocidad del flujo debe permanecer constante a lo largo de todo el álabe; es decir: C1 = C2.

La ecuación de cantidad de movimiento aplicada al álabe considerando que la presión atmosférica rodea a todo el volumen de control conduce a fuerza total horizontal ejercida por el álabe sobre el fluido:

Y, la fuerza que total horizontal que ejerce el fluido sobre el álabe es:

 Fuerza sobre un álabe en movimiento.-