Área de Máquinas y Motores Térmicos

Sección Departamental de Algeciras

Área de Física Aplicada. Sección Departamental de Algeciras

Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales

Asignatura Mecánica de Fluidos

PRÁCTICA Nº4: TEOREMA DE BERNOULLI 13/05/2015

1. EXPERIMENTO Investigar la validez del Teorema de Bernoulli aplicado al movimiento de un fluido que circula por el interior de un conducto troncocónico de sección circular.

2. EQUIPO NECESARIO Banco hidraúlico, aparato para demostración de Teorema de Bernoulli y cronómetro.

3. RESUMEN TEORÍA Considerando el movimiento del fluido en dos secciones del conducto, la ecuación de Bernoulli expresa que: en donde, para este aparato, z1 = z2 y p = ρ·g·h Por tanto, si se verifica el Teorema de Bernoulli, y despreciando las pérdidas de carga, se tendrá que la altura de carga total será:

cuyo valor debe ser el mismo en todas las secciones del conducto.

4. PREPARATIVOS DEL ENSAYO

4.1. Situar el aparato sobre la encimera del Banco Hidráulico. 4.2. Actuando sobre los pies de sustentación, que pueden ajustarse, nivelar el aparato. 4.3. Conectar el conducto de entrada del aparato a la boquilla de impulsión del Banco Hidráulico. 4.4. Llenar con agua los tubos manométricos a fin de evacuar las burbujas de aire del circuito hidráulico y

verificar, que en todos los finos conductos de enlace con las tomas estáticas de presión el aire ha sido eliminado.

4.5. Regulando el caudal de entrada y la válvula de control de salida se pueden subir o bajar, a voluntad, los niveles en los tubos manométricos.

g

vz

g

p

g

vz

g

p

22

22

22

21

11

zg

vhH

2

2

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PRÁCTICA Nº4: TEOREMA DE BERNOULLI 13/05/2015

5. PROCEDIMIENTO Y TOMA DE DATOS

5.1. Ajustar, con cuidado, el caudal de entrada y la válvula de control de salida para proporcionar al sistema la combinación caudal-presión capaz de establecer en el interior de los tubos piezométricos la mayor diferencia de niveles que sea posible.

5.2. Tomar nota de las lecturas de escala correspondientes a los niveles alcanzados en los tubos piezométricos.

5.3. Utilizando el tanque volumétrico y el cronómetro, determinar el valor del caudal realizando, al menos, tres mediciones.

5.4. Anotar las lecturas de escala correspondientes para cada una de las secciones que han de estudiarse. 5.5. Repetir todo el procedimiento variando el grado de apertura de las válvulas para obtener otros valores de

caudal y de presión. 5.6. Cerrar la alimentación de entrada y para la bomba.

6. TABLA DE MEDICIONES, CÁLCULOS Y EXPOSICIÓN DE RESULTADOS

6.1. Completar las tablas que se adjuntan reflejando en ellas los valores de ensayo correspondientes para, al menos, dos caudales diferentes.

6.2. Determinar para cada caso la velocidad del líquido y calcular la altura cinética en cada una de las secciones en las que existe toma de presión estática.

6.3. Sumar a cada altura cinética obtenida el valor de la correspondiente altura piezométrica, establecida en los manómetros, para determinar la altura total de carga.

7. REFLEXIONES Y CUESTIONARIO

a) Comentar la validez de la Ecuación de Bernoulli para el sistema ensayado. b) ¿Qué lectura se obtendría en dos tubos piezométricos situados en puntos del conducto de prueba con la

misma sección?

8. OBSERVACIONES DE INTERÉS INTERPRETATIVO

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PRÁCTICA Nº4: TEOREMA DE BERNOULLI 13/05/2015

Caudal Diámetro Sección Área Sección Velocidad Media Altura Cinética Altura Piezométrica Altura Total de Carga

(m3/s) mm mm2 mm/s mm.c.a. mm.c.a. mm.c.a.

10,0 78,54

10,6 88,41

11,3 98,87

12,4 121,73

14,6 174,35

25,0 490,87

10,0 78,54

10,6 88,41

11,3 98,87

12,4 121,73

14,6 174,35

25,0 490,87