Laboratorio Nº 3

UNIVERSIDAD TE CNICA DE ORUROFACULTAD NACIONAL DE INGENIERIAINGENIERIA CIVIL

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------LABORATORIO Nº 3

DESCARGA DE TANQUES

1. OBJETIVO

Conocer el fundamento teórico y su aplicación práctica, de la determinación de los tiempos de descarga de tanques atreves de boquillas para desarrollar en su ejecución en laboratorio

2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar los tiempos de descarga medidos en laboratorio Comparar resultados Determinación de la variación de las velocidades usando tiempos calculados Comparar resultados de variación de velocidades

3. MARCO TEÓRICO

La descarga de tanques, por más simple que parezca, es a una de las practicas más utilizadas en la industria. Todo proceso que se lleva a cabo en un tanque incluye un proceso de vaciado del mismo. Es por ello la gran importancia de esta operación y su estudio.

Caudal instantáneo:

Q=Cd∗Ao∗√2∗g∗hVolumen evacuado:

Q=dVdt

⇒dV=Q∗dt

Reemplazando:

dV=Cd∗Ao∗√2∗g∗h∗dtPara igual intérvalos de tiempo, dh, disminuirá el volumen evacuado:

dV=−AT∗dhEl signo negativo significa que h disminuye al umentar el tiempo t:

Igualando:

Cd∗Ao∗√2∗g∗h∗dt=−AT∗dh

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------INFORME DE LABORATORIO CIV 2230 “B”


-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Despejando el tiempo t, tenemos:

dht=∫t 1

t 2dt=

−ATCd∗Ao∗√2∗g

∫h 1

h 2

h−1

2 dh

O:

t=( t2−t1 )=2∗AT

Cd∗Ao√2∗g(h1

12−h2

12 )

La variación de velocidad de descarga, para un tramo, se puede determinar con el tiempo de descarga calculado, suponiendo un flujo permanente.

VARIACIÓN DE VELOCIDAD

ΔvΔt

=√2∗g∗hi−√2∗g∗hi+1

t1calc−t2calc

ΔvΔt

=√2∗g∗hi−√2∗g∗hi+1

t1medido−t2medido

4. EQUIPO Y MATERIALES

Banco Básico.

Este es una unidad de servicio completa y móvil, hecha en tubo de acero con cuatro ruedas. Depósito de paredes de vidrio. Tiene un depósito como cubeta de trabajo para medir volúmenes de agua depositadas para un tiempo determinado. Lleva una bomba centrífuga, dos válvulas para regular el caudal de entrada a cada equipo que trabaje con el banco básico, y un medidor de caudal tipo rotámetro.



-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Equipo Chorro Boquilla.

Este equipo trabaja conjuntamente el banco básico, consta de un deposito en forma de un prisma en el cual se llena el agua que después saldrá por la boquilla que esta misma tiene, además consta de ocho agujetas las cuales nos ayudan para medir en que intensidad sale el chorro de la boquilla.

Cronómetro.Este instrumento es prácticamente un reloj de gran precisión para medir fracciones de tiempo muy pequeñas, utilizado en industria y en competiciones deportivas.

5. PROCEDIMIENTO

a. Conectar el Banco Básico Hidráulico con el equipo de Chorro Boquilla.b. Encender el Banco Básico Hidráulico de acuerdo a las recomendaciones correspondientes

del anterior laboratorioc. Llenar el tanque de regulación hasta casi un lleno completo, apagar el Banco Básico

Hidráulico.d. Cerrar la válvula de ingreso al equipo de choro boquilla.e. Medir los tiempos parciales de vaciado con el cronómetro para las lecturas milimétricas

preestablecidas.

6. RESULTADOSDimensiones de la sección transversal del tanque de regulación

a) Área del tanque


NºDiámetro Mayor Diámetro Menor

cm cmpromedio 23,401 13,458

Área transversal= 314,9273 cm²Área transversal= 0,031493 m²


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b) Coeficiente de descarga (obtenido en el anterior laboratorio)

Coeficiente de DescargaCd= 0,87602

c) Área de la boquilla (obtenida en el anterior laboratorio)

d) Tiempo medidos de descarga por tramos

Tramo L1−L2 L2−L3 L3−L4 L4−L5 L5−L6 L6−L7 L7−L8

Tiempo(s) 26,667 28,797 31,483 33,283 39,677 47,743 68,930

e) Tiempos Calculados de descarga por tramos


Tiempo(s) 26,8976 29,1192 32,0035 35,9649 41,9083 52,3929 81,1348

f) Comparación de resultados de tiempos de descarga


Tiempo medido (s) 26,667 28,797 31,483 33,283 39,677 47,743 68,930Tiempo calculado (s) 26,8976 29,1192 32,0035 35,9649 41,9083 52,3929 81,1348

|T calc−Tmed| 0,2308 0,3225 0,5202 2,6816 2,2316 4,6495 12,2048

%variación

(1−tmedidot calculad o )∗100

0,8584 1,1076 1,6254 7,4561 5,3250 8,8744 15,0426

g) Variación de velocidad de descarga con tiempos Medidos

Tramo L1−L2 L2−L3 L3−L4 L4−L5 L5−L6 L6−L7

∆v/∆t medidos -0,0975 -0,0837 -0,1373 -0,434 -0,0401 -0,0191


AREA DE LA BOQUILLA A (cm²) = 0,2809


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h) Variación de velocidad de descarga con tiempos Calculados


∆v/∆t medidos -0,0935 -0,0779 -0,0624 -0,0467 -0,0309 -0,0141

i) Comparación de resultados de variación de velocidades


∆v/∆t medidos-0,0975 -0,0837 -0,1373 -0,434 -0,0401 -0,0191

∆v/∆t calculados-0,0935 -0,0779 -0,0624 -0,0467 -0,0309 -0,0141

7. CUESTIONARIOa) ¿Que otros coeficientes importantes se han obviado?

R. Los coeficientes obviados muy importantes en este laboratorio son:- Coeficiente de contracción - Coeficiente de velocidad

b) ¿Qué es coeficiente de aceleración?

R. La aceleración se define como variación de la velocidad por unidad de tiempo.

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En el presente laboratorio, correspondiente a la descarga de tanques se han realizado tres mediciones de tiempo para así tener un promedio de tiempo de vaciado a cada 5 (cm) de distancia en los cuales se obtuvieron los datos en laboratorio bajo esos parámetros se procedió a calcular unos nuevos tiempos calculados como también nuevas variaciones de tiempo y así poder comparar los resultados obtenidos en laboratorio. Y los que se calcularon como se muestra en las tablas. Para tener una mejor precisión debemos tener una lectura más precisa así no tener grandes errores.

Entre las recomendaciones que se deben de tener para la buena ejecución del laboratorio son:

- Tener cuidado con el manejo de los instrumentos.



-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Poner la toma de corriente eléctrica a una distancia alejada del lugar de trabajo ya

que se está utilizando agua y si no se tiene cuidado podría ocurrir accidentes.- Saber manejar el cronometro.

10 BIBLIOGRAFÍA

Para el presente laboratorio se visito las siguientes páginas de internet:

html.rincondelvago.com/mecánica-y-dinámica-de-fluidos www.monografias.com/trabajos6/tube/tube www2.netexplora.com/renzo www.lawebdefisica.com/dicc/bernoulli


http://www.monografias.com/trabajos6/tube/tube


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11 ANEXOS

DATOS OBTENIDOS EN LABORATORIO

NºL.lim TIEMPO TIEMPO TIEMPO

cm (min) (seg) (min) (seg) (min) (seg)

L1 0 0,00 0 0,00 0 0,00 0

L2 0 26,87 0 26,67 0 26,46 0

L3 0 55,40 0 55,37 0 55,62 0

L4 1 27,03 1 26,97 1 26,84 1

L5 2 0,24 2 0,25 2 0,20 2

L6 2 40,00 2 39,87 2 39,85 2

L7 3 27,53 3 27,47 3 27,95 3

L8 4 36,19 4 36,71 4 36,84 4

DIMENSIONES DEL AREA TRANSVERSAL


Caudal del rotámetro0,063083333(l/min)

Caudal ajustado0,054452211 (caudal Ajustado)

Coeficiente de descarga

0,876025198 Área de la boquilla2,82932E-05 (m²)

NºDim. May dim. Men

cm cm1 23,400 13,444

2 23,394 13,478

3 23,410 13,451

Prom. 23,401 13,458


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EL TIEMPO PROMEDIO

Nºtiempo tiempo tiempo

Promedio seg

DIFERENCIA

seg seg segpromedios

L1 0 0 0 0

L2 26,87 26,67 26,46 26,6667 26,667

L3 55,4 55,37 55,62 55,4633 28,797

L4 87,03 86,97 86,84 86,9467 31,483

L5 120,24 120,25 120,2 120,23 33,283

L6 160 159,87 159,9 159,907 39,677

L7 207,53 207,47 208 207,65 47,743

L8 276,19 276,71 276,8 276,58 68,930

L9


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