UNIVERSIDADNACIONALDELSANTA ESCUELAACADEMICOPROFESIONALFACULTADDEINGENIERIA DEINGENIERIAENENERGIAMECANICADEFLUIDOS 2015 I IngCESARA. FALCONIC.1UNIVERSIDADNACIONALDEL SANTAFACULTADDEINGENIERIADEPARTAMENTOACADEMICO DEENERGIA Y FISICAGUIADEPRACTICADELABORATOTIOTIEMPODEESCURRIMIENTOEN TANQUECON TUBERA VERTICAL O LATERALIng.CESARA.FALCONICOSSIONUEVOCHIMBOTE - PERU2015UNIVERSIDADNACIONALDELSANTA ESCUELAACADEMICOPROFESIONALFACULTADDEINGENIERIA DEINGENIERIAENENERGIAMECANICADEFLUIDOS 2015 I IngCESARA. FALCONIC.2PRACTICA N 2TIEMPODEESCURRIMIENTOEN TANQUECON TUBERA VERTICAL O LATERAL1.- OBJETIVOS.-I. OBJETIVO GENERAL:Estudiarlavelocidadconlaquesedescargauntanqueconciertovolumendelquido,yeltiempodeescurrimientoatravsdeuncaodedescarga colocado en el fondo del tanque.II.- OBJETIVOS ESPECIFICOS: Medir el tiempo de vaciamiento de un tanque con orificio inferior. Determinar el tiempo de descarga de un volumen de lquido, a travs detuberas de distinto calibre. Comprobarlarelacinexistenteentrelaviscosidaddeunlquidoylavelocidad de flujo frente al dimetro de la tubera.2.- FUNDAMENTO TERICO.-Losbalancesmacroscpicosefectuadosencondicionesisotrmicas,decomposicin constante, permiten realizar el inventario completo de un BalanceGeneral(demasa,cantidaddemovimientoyenerga),queseefectaensistemas en los cuales no vara la composicin ni la temperatura.Unestudiorealizadocasienestadodergimenpermanenteconlassuposiciones de que se puede despreciar la prdida en la entrada del tubo y laenergacinticadellquidoqueabandonaeltanque,permitevincularconUNIVERSIDADNACIONALDELSANTA ESCUELAACADEMICOPROFESIONALFACULTADDEINGENIERIA DEINGENIERIAENENERGIAMECANICADEFLUIDOS 2015 I IngCESARA. FALCONIC.3facilidadeltiempode escurrimientoenlasdimensionesdelsistemaylaspropiedades del lquido.Aplicandounbalancedeenergaaltubodesalidayteniendoencuentalascondiciones mencionadas, tenemos:( )f LH L RV.. 3) (0 2+= .. (1)f = factor de friccinH = profundidad del lquido dentro del tanqueL = longitud del tuboR0= radio del tuboV = velocidad del lquido en el tubo de tiempo constante.- Cuandounlquidoseencuentraenrgimenlaminarff=16/Re;laecuacin (1) queda como:[ ]( )LH L R gV80+= . (2)3.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.- Calibrealnivel,pormediodeuntapn,obturandoelfondodeltanqueyllenarconvolmenesopesosconocidosdeagua,sindesagitarlosprecedentes.(Enestaformasecalibraelnivel,segnlasdiferenciasentrecantidadesagregadas) Mida los tiempos integrales de escurrimiento, en la siguiente forma:a) Conecteconeltanqueunodelostubosdesalida,lleneeltanqueyeltubo con el lquido cuyo tiempo de escurrimiento se desea determinar.b) Permita que el lquido comience a fluir por dentro del tubo.c) Registrelaformaenquevara,eltiempodeescurrimientoconlaprofundidaddellquido(efectelecturasdetiemposparapequeosintervalos de variacin en el nivel del lquido) segn lo observado en elnivel, de sus extremos superior al inferior. Calibre la escala del nivel sujeto al tanque.UNIVERSIDADNACIONALDELSANTA ESCUELAACADEMICOPROFESIONALFACULTADDEINGENIERIA DEINGENIERIAENENERGIAMECANICADEFLUIDOS 2015 I IngCESARA. FALCONIC.4 Determine los tiempos de escurrimiento para el tanque con tubos de salidadediversosradiosylongitudescorrespondientesaunasolucinacuosadesacarosa al 60% aceite lubricante usado. Determineloscaudalesinstantneosqueegresandeltanquecontubosdesalida de diversosradiosylongitudes,cuando ellquido deltanque esunasolucin acuosa de sacarosa al 60% aceite lubricante usado. Determinelos tiempos deescurrimiento para untanque con tubo desalidade diversos radios y longitudes, cuando el lquido es agua. Determineloscaudalesinstantneosqueegresandeltanque,contubosdesalida de diversos radios y longitudes cuando el lquido es agua.4.- CLCULOS Y GRFICOS.-Calcular y tabular los valores, t, V, Q, con respecto a las diferentes alturas del lquidoen el tanque, segn el radio y longitudes del tubo para el agua como para la solucin de sacarosa aceite lubricante usado. Graficarloscocientesentrelosvaloresexperimentalesdeescurrimientoylos respectivos valores obtenidos por clculo en funcin del largo del tubo. Graficarloscocientesentrelosvaloresexperimentalesdetiempoylosrespectivos valores obtenidos por clculo, en funcin de la relacin entre eldimetro del tubo. Graficar los tiempos acumulativos de escurrimiento en funcin de la cargahidrosttica. CalcularlosvaloresdelNdeReparalascondicionesexistentes,respectivamente, al comenzar y al terminar el perodo de escurrimiento. Calculelosvaloresdeenergacinticadellquidocorrespondiente,respectivamente, al comienzo y al fin del periodo de escurrimiento. Enelcasodeflujoturbulentoestimelasprdidasdebidoalingresodelfluidoaltubodesalidaalcomienzoyaltrminodelperododeescurrimiento respectivamente.UNIVERSIDADNACIONALDELSANTA ESCUELAACADEMICOPROFESIONALFACULTADDEINGENIERIA DEINGENIERIAENENERGIAMECANICADEFLUIDOS 2015 I IngCESARA. FALCONIC.5 Calculelosvaloresdelaenergapotencialcorrespondientealascondiciones existentes al comienzo y al final del perodo de escurrimiento.ANEXOPara calcular el tiempo de escurrimiento, deben emplearse las siguientes frmulas:REGIMEN LAMINAR:++=214028H LH LLnR gR Lt escDonde:R=Radio del tanqueRO=Radio del tuboL=Longitud del tuboH1=Profundidad inicial del lquido en el tanqueH2= Profundidad final =Viscosidad del fluido=Densidad del fluidot=TiempoAdems :( )f LH L R gV+=024Re64= f V R02Re =( )LH L R gV820+=UNIVERSIDADNACIONALDELSANTA ESCUELAACADEMICOPROFESIONALFACULTADDEINGENIERIA DEINGENIERIAENENERGIAMECANICADEFLUIDOS 2015 I IngCESARA. FALCONIC.6H=Profundidad del lquido dentro del tanqueRGIMEN TURBULENTO :( ) ( )+ + =7327312237H L H L cRRtoesc( )744504143412079 . 0=R gLcBIBLIOGRAFIA : Claudio Mataix.- Mecnica de Fluidos y Maquinas Hidrulicas Robert Hansen.- Mecnica de Fluidos UNI.- Laboratorio del Ingeniero Mecnico I