UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICACARRERA DE INGENIERA CIVILHIDRALICA

DOCENTE: Ing. Jaime Gutirrez DE LA PRCTICA: 2TEMA DE LA PRCTICA:Empuje hidrosttico en una compuerta semicilndrica ubicada en la pared vertical del recipiente.NUMERO DE GRUPO: 2INTEGRANTES:VILA CARLOSGAVILNEZ PEDROGUANOLUISA KATTYGUANN EDUARDOMIO ROMARIOPIEDRA STEVENSSAMANIEGO ALEJANDROTITUAA BELNVILLAREAL SEBASTINCURSO: 3 PARALELO: 3FECHA DE REALIZACIN: 25/05/2015FECHA DE ENTREGA: 01/05/2015PERIODO LECTIVO 2014-2015INTRODUCCINLa mecnica de fluidos es la ciencia que estudia el comportamiento de los fluidos en movimiento o en reposo y la interaccin de estos con slidos o con otros fluidos en las fronteras (Pasinato, 2008). Un fluido es un conjunto de molculas que se ordenan aleatoriamente y se mantienen juntas a partir de fuerzas que ejercen las paredes de un contenedor (SerwayJewett, 2008).Los fluidos no soportan esfuerzos cortantes o de tensin; debido a eso, el nico esfuerzo que se puede ejercer sobre un objeto sumergido en un fluido esttico es el que tiende a comprimir el objeto desde todos los lados (Campomanes, 2015). En otras palabras, la presin que ejerce el fluido esttico sobre un objeto siempre es perpendicular al rea del objeto (Domingo, 2011).El nico fluido en prueba fue el agua; por afines de la carrera de ingeniera civil, donde la mayor parte de tiempo el ingeniero civil tendr que realizar los clculos correspondientes de la presin que ejerce el agua en la compuerta; este ejemplo lo podemos ver en presas hidroelctricas.En el presente informe se realiz la demostracin prctica sobre el funcionamiento de presiones en compuertas que se encuentran en planos horizontales e inclinados con fluidos en reposo. Partiendo de la recoleccin de datos como son altura del nivel de agua en el estanque, la distancia que se encuentra entre el nivel del fluido y la compuerta en el caso de que sta se encuentre en un plano inclinado, la distancia del centro de presiones, las dimensiones de la compuerta y su forma lo cual nos permitir calcular su rea, el ngulo de inclinacin del contenedor, la densidad del agua, la gravedad. Todos estos datos nos permitirn utilizar las ecuaciones pertinentes para poder obtener resultados como la presin que ejerce el agua en la compuerta y poder analizar las presiones en los diferentes casos, ya sea que la compuerta este ubicada en un plano horizontal o en un inclinado.Tambin los datos obtenidos nos facilitarn la obtencin de la fuerza que ejerce el agua en la compuerta y al dividirla con la gravedad podremos saber la masa, estos datos sern de vital importancia para la culminacin de la prctica y del informe.En el informe se demuestra los clculos, procedimiento, anexos, entre otros, para que una compuerta situada en un plano tanto horizontal como inclinado pueda ejercer la misma o mayor fuerza que el agua ejerce. Con la ayuda de materiales como poleas lisas, un cable sujeto a un porta pesas se aadir masas con el fin de que la compuerta se abra. Esto se realizar obteniendo la masa necesaria para que la compuerta pueda ejercer una fuerza igual a la del agua permitiendo as que la compuerta se abra y dejar que el fluido escape. Para la correcta finalizacin de este informe es necesario tener los datos anteriormente mencionados ya que son de gran importancia en el momento del clculo de la masa.OBJETIVOS:GENERAL: Analizar empuje hidrosttico que ejerce un lquido en una compuerta curva sumergida de seccin semicilndrica, ubicada en la pared vertical del recipiente.ESPECFICOS: Demostrar experimentalmente que el empuje hidrosttico depende de la geometra de la compuerta curva, altura de carga, y del peso especfico del lquido. Comparar los resultados tericos con los experimentales y calcular el porcentaje de error. Comprobar que las formulas empricas establecidas para el empuje hidrosttico en superficies curvas semicilndricas son las correctas.

EQUIPO Y MATERIALES:1) Tanque de Presin Hidrosttica en Paredes InclinadasDescripcin: Equipo utilizado para calcular la carga que debe utilizarse para que una compuerta en una pared inclinada (60) este en equilibrio.

Materiales:a) Poleas Mvilesb) Cablesc) Compuertas de forma Rectangular y Circulard) Piezmetro e) Regla Graduada en centmetrosf) Juego de Masas en kg

PROCEDIMIENTO:1. Se colocan las compuertas de cierre que van en el fondo y en la pared vertical del tanque, asegurndolas con el elemento soporte rectangular de acrlico y la tuerca (tipo mariposa) para evitar fugas de agua alrededor de las mismas.2. Se procede al llenado del tanque con la ayuda de una manguera conectada a la bomba para que el llenado sea rpido hasta llegar a la altura de agua constante.3. Luego de conseguir la carga de agua H constante en el tanque, se procede a retirar el soporte de acrlico de una de las compuertas empleadas en el ensayo.4. El valor de H, se registra en la tabla y se calcula la fuerza necesaria con la que se abrir la compuerta.5. Disponer de las pesas necesarias para las diferentes cargas de agua.6. Se colocaran las pesas en forma creciente de acuerdo al valor de la fuerza requerida tericamente.7. Este procedimiento se realiza para las diferentes cargas H de agua tanto para las compuertas del fondo como las de la pared del tanque.HOJA DE DATOS:COMPUERTASCompuerta Semicilndrica al fondobDPesoNivelEmpujeFuerza Total

WHF

(m)(m)(Kg)(m)(Kg)(Kg)

0,30,151,3840,6618,6220,004

Compuerta Semicilndrica inclinadaZ0dDPesoNivelEmpujeFuerza Total

WHF

(m)(m)(m)()(Kg)(m)(Kg)(Kg)

0,50,300,15601.384 kg0.5032,2432,24

CLCULOS TPICOS:Compuerta Circular.Contrapeso experimental: 32.01 kg

Pared inclinada.Frmulas utilizadas:

Para la fuerza horizontal:

Para la fuerza vertical:

Para el modulo:

Compuerta rectangular.En el fondo del tanque:

Frmulas utilizadas:

Fuerza en el fondo:

Fuerza resultante:

Clculo de error

CONCLUSIONES:1. Al calcular el empuje necesario para levantar la compuerta en el tanque de comprob que este es mayor en la compuerta inclinada que en la compuerta que se encuentra en el fondo del tanque.2. La fuerza con la que el agua sale del tanque depender del correcto clculo del empuje pues al ser este inferior la compuerta no se abrir y al estar en exceso la fuerza con la que sale ser muy fuerte y se desperdiciara la carga.3. Los contrapesos a colocarse en las compuertas estarn determinados por la forma, dimensiones, la altura al centro de gravedad y la altura la centro de presiones ya que la densidad del agua y la gravedad es la misma en el Ecuador.

4. La fuerza ejercida en la compuerta que se encuentra en el fondo del tanque ser la misma en cualquier punto del fondo, mientras que la fuerza ejercida en la compuerta sobre la pared vertical ser mayor en el fondo del tanque e ira disminuyendo conforme se acerca a la superficie.5. La fuerza requerida en una compuerta colocada sobre una pared vertical ser diferente a la fuerza ejercida sobre una compuerta en una pared inclinada pues esta depender del ngulo de inclinacin y altura de la misma.6. Mediante la prctica se concluye adems que se puede aplicar cualquiera de las diferentes frmulas que involucran diversos elementos por lo que es necesario tomar todos los datos posibles.

RECOMENDACIONES:1. A la hora de medir la altura se debe de colocar la mirada al mismo nivel en que esta el agua para dar una medida ms acertada.2. Se debe tener cuidado al momento de retirar las mariposas colocadas en las compuertas para la salida del agua, ya que estas al retirarlas, una vez colocadas la carga, se desprenden y sale el agua de golpe. 3. Al acercarse a observar el ensayo, evitar llevar varios objetos que no sean los equipos del laboratorio ya que podran suceder algunos accidentes como la cada de cosas o aparatos electrnicos en el tanque y daarse debido al entrar en contacto con el agua.4. Para obtener datos ms precisos, antes de iniciar el ensayo se debe verificar que todos los equipos a utilizarse funcionen de manera correcta, para as disminuir el margen de error.5. Realizar el experimento tomando minuciosamente las notas de las respectivas observaciones ya que son importantes a la hora de proceder a realizar el informe.

BIBLIOGRAFA: Campomanes, G. P. (05 de Enero de 2015). Slideshare. Recuperado el 31 de Mayo de 2015, de http://es.slideshare.net/gioveneperezcampomanes/manual-de-mecnica-de-fluidos-i Domingo, A. M. (2011). Recuperado el 31 de Mayo de 2015, de http://oa.upm.es/6531/1/amd-apuntes-fluidos.pdf Pasinato, H. D. (2008). Fundamentos de mecnica de fluidos. Plaza Huincul: Editorial de la Universidad Tecnolgica Nacional. SerwayJewett. (2008). Fisica para ciencias e ingeniera Volumen 1 . Cruz Manca - Santa Fe, Mexico: Cengage Learning Editores.

ANEXOSAnexo1.- Fotografas de la Posicin de las compuertas en pared inclinada.Autor: Interpretacin Grupal

Vista Exterior Vista Interior

Anexo2.- Fotografa de la salida del fluido (agua) de la compuerta en la pared plana inferior del tanque.Autor: Interpretacin Grupal

Vista Inferior

Anexo3.- Fotografa de la salida del fluido (agua) de la compuerta en pared inclinada.Autor: Interpretacin Grupal

Vista Lateral

5