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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE Laureate Internacional Universities ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CURSO: FÍSICA LABORATORIO N° 07

PRINCIPIO DE BERNOULLI DIA Y HORA: MARTES 04 de Noviembre, 10:00AM  PARTICIPANTES: 1. CÁRDENAS ISLA, SHIRLEY LESLY 2. CABRERA OCHOA, RAÚL 3. CÁCERES LESCANO, JOHAN 4. SÁNCHEZ CLEMENTE, CARLOS 5. ALAMA ALFARO, KARIN LIMA - PERÚ 2013

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INDICE 1. OBJETIVO

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2. FUNDAMENTO TEORICO

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3. MATERIALES E INSTRUMENTOS

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4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

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4.1 Datos experimentales

a. Densidad del líquido en el manómetro: b. Velocidad en las secciones transversales: 4.2Procesamiento de datos del manómetro a.

Densidad del líquido en el manómetro

b. Velocidad en las secciones transversales en el punto 1 y punto 2 con los datos adjuntados 5. RESULTADOS

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6. CONCLUSIÓNES

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7. ANEXOS

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PRINCIPIO DE BERNOULLI 1. OBJETIVO Calcular la velocidad de un fluido en el tubo de Venturi 2. FUNDAMENTO TEORICO: 2.1. Principios de Bernoulli: El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli. Consideramos flujo laminar de un fluido, a aquel movimiento del fluido donde el mismo se traslada por capas que se desplazan unas sobre otras, de manera de que las partes no rotan formando remolinos o vértices. En la figura 1 se representa una sección de fluido que se desplaza en forma laminar, al aplicar la ecuación de Bernoulli a dicho fluido:

Considerando el fluido en su condición ideal (incompresible), entonces se deberá mantener el caudal (cantidad de fluido por unidad de tiempo), por lo tanto:

A1. v1 = A2. v2… (2) 2.2. Efecto Venturi :

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De manera similar, en el perfil inferior será una velocidad reducida para el V3, que corresponde a un precio P3 superiora P1. Nótese que, con P3 superior a la presión atmosférica, esto corresponde a un efecto de compresión. Para V2 > V1, corresponde P2 < P1 Para V3 < V2, corresponde P3 > P1 Este efecto se puede observar fácilmente con la ayuda del dispositivo mostrado en la figura 2, que comprende tres tubos de diferentes secciones interconectados por concordancia cónica. El conjunto de eso se le da el nombre genérico del Venturi, aunque esa designación se puede aplicar a sistemas con muchas maneras diferentes. La velocidad del flujo (V1) de un fluido de densidad ρ1 que fluye por una tubería de área transversal A1, se determina de la siguiente manera.

Donde: h12: Altura o desnivel de 1 a 2 ρ2: Densidad del líquido en el manómetro ρ1: Densidad del fluido que fluye por la tubería A1: Área transversal en 1 A2: Área transversal en 2 3. MATERIALES E INSTRUMENTOS

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Figura N°1 Compresora de aire

Figura N° 2 Tubo de Venturi

Figura N° 3 Manómetro

Figura N°4 Probeta de 10 ml

Figura N° 5 Uniones de jebe Manguera de jebe

Figura N° 6 Balanza

Figura N° 7 Agua destilada con colorante

Figura N° 8 Regla milimetrada

Figura N° 9 Papel milimetrado

Figura N° 10 Soporte universal

Figura N° 11 Nuez con pinza

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4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Consideramos los siguientes datos: Diámetros:

Densidad:

Gravedad:

Montaje del Tubo de Venturi: 8

Colocamos la pinza de tres dedos con la nuez en el soporte universal, posicionando los dos dedos en la parte inferior y el dedo central en la parte superior. Esto se hace para poder colocar el tubo de Venturi Cuidadosamente, colocamos el tubo de Venturi en la pinza de tres dedos. Tratamos de que el tubito central se ubique entre los dos dedos de la pinza. Con ayuda de una jeringa, retiramos 8 ml de agua destilada con colorante Llenamos hasta una altura de 2 cm el manómetro con el agua destilada con colorante Utilizamos las uniones de jebe que están en la parte inferior del tubo de Venturi para fijar el manómetro al tubo de Venturi Con la ayuda de un lápiz y una regla, generamos dos líneas perpendiculares entre se en el papel milimetrado. Colocamos el papel milimetrado en la parte posterior del tubo de Venturi. Tratamos de que una de las líneas se encuentre en dirección de la vertical al piso. Para ello utilizamos una plomada para ubicar la dirección de la vertical Entonces colocamos la manguera de jebe en la boquilla de entrada del tubo de Venturi Por ultimo conectamos la salida de la manguera del compresor en la manguera de jebe que esta conectado al tubo de Venturi. 4.1. Datos Experimentales a) Densidad del líquido en el manómetro: Calibramos la balanza para poder realizar mediciones de las masas de la probeta Medimos la masa de la probeta vacía con la balanza. Hallamos la masa de la probeta agregando volúmenes de 2 ml, hasta que se lleno a 10 ml. Tabla 1: Datos de las masas y volúmenes M(g) 40,36 42,15 44,21 3 Vagua (cm ) 1 2 4

b) Velocidad en las secciones transversales:

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46,18 6

48,31 8

50,27 10

Encendimos la compresora, esto permitió que se cargue el tanque. Mantuvimos la carga e aire hasta que el medidor de presión dentro del tanque indico 9.0 bar. Después abrimos la válvula de salida de la compresora hasta que el medidor de presión de salida indique una presión de 3.0 bar Anotamos el desnivel alcanzado por el momento desde el punto 1 hasta el punto 2 en la tabla 2 repetimos los pasos, disminuyendo la presión en 0.5 bar, como indica la tabla 2 Tabla 2: P(bar) h12 (m)

1.0 0,0185

1.5 0,0355

2.0 0,0475

2.5 0.0665

3.0 0.086

4.2. Procesamiento de datos en el manómetro: a) Densidad del líquido en el manómetro Con los datos obtenidos generamos una tabla en Excel y realizamos una grafica de la función Masa vs. Volumen Hallar la endiente de la grafica esta es la densidad en el manómetro. ρLiq = 1000 (kg/ m3) b) Velocidad en las secciones transversales en el punto 1 y punto 2 con los datos adjuntados A1 (m2) 1.61x10-4

A2 (m2) 6.22x10-5

Con los datos de la tabla 2, hallamos la velocidad en el punto 1 utilizando la ecuación (3) para cada caso. Con los datos de la velocidad 1 y de las aéreas de las secciones transversales, halla la velocidad 2 utilizando la ecuación (2) para caso. Tabla 3: Velocidad en el punto 1 y punto 2 h12 (m) 0,0185 0,0355 V1 (m/s) 7.342 10.170 V2 (m/s) 19,004 24,324

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0,0475 11,764 30,15

0.0665 13, 919 36,028

0.086 15, 879 40,972

5. RESULTADOS: a) Densidad del liquido en el manómetro: La densidad del líquido en el manómetro es: ρLiq = 1000 (kg/ m3) b) Velocidad en las secciones transversales: Las velocidades en las respectivas aéreas transversales son: V1 (m/s) V2 (m/s)

7.342 19,004

10.170 24,324

11,764 30,15

13, 919 36,028

15, 879 40,972

6. CONCLUSIONES DEL LABORATORIO: 1. ¿Qué observas en la columna central del manómetro cuando aumenta la presión de aire que circula en el tubo de Venturi? 2. ¿Qué observas en la columna 1del manómetro cuando aumentas la presión de aire que circula en ella? 3. ¿Qué sucede con la velocidad en la presión 2 cuando aumenta la velocidad en la sección 1? Explique 4. cumple con la teoría tratada

ANEXOS

VOLUMEN (ml) 0 2 4 6 8 10

MASA (gr) 0 1.79 3.85 5.82 7.95 9.91

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