Informe Práctica I: Teorema de Bernoulli

OBJETIVOS

• Demostrar el Principio de Bernoulli
• Medir la presión a lo largo de un tubo de Venturi
• Medir la velocidad a lo largo un tubo de Venturi
• Medir la presión con sonda Pitot
• Determinar la presión dinámica
• Determinar el caudal mediante el tubo de Venturi
• Determinar el coeficiente de descarga de un tubo de Venturi

MARCO TEÓRICO

Principio de Bernoulli: El fluido hidráulico en un sistema contiene energía en dos formas: energía cinética en virtud del peso y de la velocidad y energía potencial en forma de presión. Daniel Bernoulli, un científico Suizo demostró que en un sistema con flujos constantes, la energía es transformada cada vez que se modifica el área transversal del tubo. El principio de Bernoulli dice que la suma de energías potencial y cinética, en los varios puntos del sistema, es constante, si el flujo sea constante. Cuando el diámetro de un tubo se modifica, la velocidad también se modifica. La energía cinética aumenta o disminuye. En tanto, la energía no puede ser creada ni tampoco destruida. Enseguida, el cambio en la energía cinética necesita ser compensado por la reducción o aumento de la presión.

Efecto Venturi: El efecto Venturi se refiere a la disminución de la presión que ejerce un líquido al hacerlo fluir por una sección mas angosta en un conducto, (tubería). De acuerdo con las leyes de la dinámica de los fluidos, la velocidad de un fluido aumenta si la sección transversal del conducto por donde esta fluye disminuye. De esta manera, se cumple la ley de conservación de la masa. Pero la presión debe disminuir en dicho caso, para cumplir con la conservación de la energía.

PROCEDIMIENTO

1. Instalar el Módulo HM 150.07 sobre Módulo Básico HM 150, conectando la manguera de salida de la bomba en la tubería de empalme N° 8.
2. Ajustar la tuerca del racor de la empaquetadura del prensaestopas N° 6, de la sonda Pitot para medición de presión total, de forma que la sonda pueda moverse libremente.
3. Abrir las válvulas N° 9 y N° 4, y las válvulas de purga del manómetro de tubos múltiple N° 10 y del manómetro de columna N° 2.
4. - Poner en servicio la bomba y abrir lentamente la válvula de salida de la misma
5. Cerrar lentamente la válvula N° 4, de salida del módulo, hasta que los tubos de los manómetros queden irrigados, regulando un caudal de tal manera que se observe indicación en el tubo situado en la garganta del Venturi. 
6. Anotar en la planilla los datos de presión estática del manómetro múltiple, y las presiones totales de cada uno de los mismos 6 puntos, colocando la punta de la sonda en cada uno de ellos.
7. - Determinar el caudal, midiendo un un tiempo de 3 segundos, recogido en el depósito volumétrico del Módulo Básico, y el tiempo empleado.  

EQUIPOS

• Módulo básico Gunt HM 150. Módulo HM 150.07 

• Cronómetro

CÁLCULOS Y RESULTADOS

Intento I

Promedio caudal: 9.545 E-5

Intento II

Promedio caudal: 1.1335 E-4

Cálculo de Q teórico

Cálculo de C

Cálculo de Q real

Gráficos

Presión vs Longitud

Intento I

Intento II

Longitud (m) vs Velocidad (m/s): Intentos I y II

Longitud (m) vs Caudal (m3/s): Intentos I y II

CONCLUSIONES

• A partir de la práctica se puede evidenciar que se cumple de manera satisfactoria el efecto Venturi el cual muestra un relación inversamente proporcional entre la velocidad y el área transversal, tal y cómo se evidencia en las tablas I y II que muestran dichos datos en los dos intentos realizados.

• Por otro lado, tal y como se evidencia en las tablas I y II se calcula la presión dinámica, cálculo que corresponde a uno de los mayores objetivos planteados al principio de la práctica.

• Así mismo, y como se evidenciar en las gráficas de Presión vs Longitud; se evidencia el buen resultado del procedimiento realizado, esto teniendo en cuenta su similitud el rendimiento teórico.
• De igual manera, se pudo calcular de manera satisfactoria el caudal del Tubo de Venturi, teniendo un resultado bastante acertado, esto en base en que se repitió este procedimiento dos veces en cada intento con el fin de tener un dato de volumen y tiempo mas aproximados.

BIBLIOGRAFÍA

• GÓNZALES, Mónica, Efecto Venturi, 2011, Disponible en: http://fisica.laguia2000.com/dinamica-clasica/efecto-venturi, (Consulta: 23 de febrero de 2017)
• GÓNZALES, Mónica, Principio de Bernoulli, 2011, Disponible en: http://fisica.laguia2000.com/dinamica-clasica/leyes-de-newton/principio-de-bernoulli, (Consulta: 23 de febrero de 2017)
• GUERRERO, Alejandra, Práctica No.1, 2016, Disponible en: http://alejitagn1202.wixsite.com/mecanica12/about, (Consulta: 23 de febrero de 2017)
• ECHEVERRY, Juán, Guía Práctica I: Mecánica de Fluidos, Universidad de América, Archivo PDF, (Consulta: 23 de febrero de 2017)
• MOTT, Robert L. MECÁNICA DE FLUIDOS. Sexta edición. Pearson Educación, México, 2006 Guías GUNT Hamburgo.