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LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA

Ing. Tomas Rodríguez

TRAYECTORIA DE UN CHORRO LIBRE. (Tiempo de práctica 90 minutos).

En este caso el Banco Hidráulico de Servicios Comunes suministra agua a un tanque de nivel constante. El orificio está instalado en un costado de la base del tanque mediante un acoplamiento especial que genera una superficie interior enrasada. La carga se mantiene a valor constante mediante un rebosadero ajustable y una escala indica su nivel. Un dispositivo de trazado de la trayectoria del chorro permite determinar el camino recorrido por el mismo. El equipo posee patas ajustables que permiten su nivelación. . 1.   

Objetivos Determinar el coeficiente de velocidad de dos orificios pequeños. Determinar el coeficiente de descarga bajo carga constante. Determinar el coeficiente de descarga bajo carga variando.

2. Equipos y materiales  El banco hidráulico F1-10 de Armfield.  Accesorio F1-17 Descarga por Orificios y Trayectoria de Chorro Libre de Armfield.  Cronómetro.  Cámara de Video-Celular.  Software didáctico opcional.

LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA

Ing. Tomas Rodríguez

3. Marco teórico Un chorro libre en el aire describe una trayectoria, o camino bajo la acción de la gravedad con una componente vertical de velocidad continuamente variable. La trayectoria es una línea de corriente y por consecuencia, despreciando la presión del aire, puede aplicarse el Teorema BERNOULLI, con todos los términos de presión nulos. Luego la suma de la elevación y la columna de presión deben ser constantes en todos los puntos de la curva El gradiente de energía es una recta horizontal a una altura V 2/2g sobre la tobera, siendo la velocidad de salida del orificio o tobera. El chorro que parte del orificio describe una parábola debido al efecto de la gravedad, despreciando la resistencia del aire este experimento puede dejar relaciones interesantes entre lo real y lo teórico, aplicando los fundamentos científicos correspondientes. 3.1.

Determinación del coeficiente de velocidad de la trayectoria del chorro. De la aplicación de la ecuación de bernoulli (conservación de la energía mecánica para un flujo estable sin fricción e incompresible): La velocidad ideal del flujo del orificio en una vena contractada de un chorro (diámetro más estrecho) es: v i= √2 gh Ecuación 1. Donde h es la altura del fluido encima del orificio.

La velocidad real es: v r =C v √ 2 gh Ecuación 2. Cv es el coeficiente de velocidad, el cual permite por efectos de viscosidad y por lo tanto Cv