UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERA LABORATORIO DE FLUIDOS E HIDRULICA

Prctica 1 DETERMINACIN DEL PESO ESPECFICO DE UNA SUSTANCIA DESCONOCIDA

1. Objetivos 1.1 Objetivo General Comprender el funcionamiento de un manmetro diferencial como instrumento de medicin y determinar experimentalmente el peso especfico de una sustancia desconocida y su gravedad especfica. 1.2 Objetivos especficos Comprender la aplicacin de los conceptos de presin en un plano horizontal para la medicin de la densidad relativa de un fluido utilizando un manmetro en U. U Utilizar los conceptos de manometra para determinar experimentalmente la densidad relativa de un fluido desconocido.Figura 1. Nomenclatura de distancias

Debido a que la presin P se mantiene constante a en un plano horizontal, tenemos que: 2. Conceptos fundamentales Los manmetros en U son dispositivos que permiten determinar las diferencias de presin entre dos puntos de inters, utilizando un lquido , manomtrico de densidad determinada. La manometra es la rama que agrupa los conceptos terico-prcticos para la medicin de prcticos presin utilizando estos instrumentos en esta instrumentos, prctica se utilizarn algunos conceptos para determinar el peso especfico de una sustancia desconocida.Con referencia a la Figura 1 se tiene: Con NR 1 Nivel de referencia Peso especfico del lquido manomtrico Peso especfico del agua 1 Considerando el peso de la columna de agua W en el lado izquierdo (Figura 1), la presin P es: 2 Donde A es el rea transversal del tubo. Ahora, utilizando la ecuacin (2) se reescribe la ecuacin tilizando (1) como:

3

UNIVERSIDAD DEL VALLE, Laboratorio de Fluidos e Hidrulica (LFeH) Edificio 360, telfono +57 (2) 3212100 Ext. 2453

1

Como se desea determinar la densidad relativa (conocida tambin como peso especfico relativo o gravedad especfica) del lquido manomtrico S, se divide por 1 para obtener:

(4) ( ) ( ) ( )

=

(5)Figura 2. Manmetro en U

=

=

(6) 5. Procedimiento de la prctica

Siendo la recta: = (7)

Antes de comenzar con la prctica, verifique que se establezcan las siguientes condiciones: a. El manmetro debe contener una cantidad adecuada de lquido manomtrico, cuyo nivel se encuentre unas cuantas unidades por debajo de la mitad de la escala. b. Se debe adicionar algo de agua con colorante en ambas ramas del manmetro. c. Empiece la prctica al agregar una pequea dosis de agua con colorante slo a la rama izquierda del manmetro para obtener un arreglo como el de la Figura 1. Registre las lecturas de h1, h2, h3 y h4. Este procedimiento constituye un ensayo. d. Repita el procedimiento en (c) hasta obtener un total de 10 ensayos y registre los datos en la Tabla 1 que aparece en el anexo; mida la temperatura slo como referencia.

As, al graficar la ecuacin (7) para varios valores de N y D se obtendr una recta cuya pendiente corresponder a S. De esta forma se puede encontrar el valor del peso especfico del Tetracloruro de Carbono (fluido manomtrico de esta prctica) = (8)

4. Descripcin del equipo Los manmetros en U que se encuentran en el Laboratorio para la prctica tienen las siguientes caractersticas: Escala graduada en milmetros. Lquido manomtrico: Tetracloruro de Carbono (CCl4), que ser la sustancia a la cual le ser determinada su peso especfico relativo. Fluido secundario: Agua mezclada con una pequea cantidad de colorante, solo para efectos de visualizacin.

6. Presentacin del informe El informe debe contener los siguientes puntos: Nombre Introduccin

UNIVERSIDAD DEL VALLE, Laboratorio de Fluidos e Hidrulica (LFeH) Edificio 360, telfono +57 (2) 3212100 Ext. 2453

2

-

Objetivos Descripcin detallada de la prctica Responda las siguientes preguntas: Qu representa la gravedad especfica de un fluido? Explique. Cules son las dimensiones del peso especfico? Cules son sus unidades en el sistema Internacional? Datos y clculos - Realice los clculos correspondientes para determinar el peso especfico de la sustancia desconocida segn la ecuacin 5. Anexe los datos en la Tabla 1. - Elabore la grfica N vs. D de acuerdo a la ecuacin 6 utilizando los datos y encuentre el valor de la gravedad especfica S.

Anlisis de resultados Conclusiones Bibliografa (diferente laboratorio).

a

la

gua

de

7. Referencias STREETER, Victor y WILEY, E. Mecnica de los fluidos. McGraw Hill, octava edicin, 1987. MUNSON, Bruce y YOUNG, Donald. Fundamentals of Fluid Mechanics. John Wiley & Sons, Inc., cuarta edicin, 2002. SHAUGHNESSY, Edward. Introduction to Fluid Mechanics. Oxford University Press, 2005.

ANEXO

Tabla 1. Registro de datos ENSAYO Lectura (cm) h2 h3 Diferencia de lecturas (cm) h1-h2 h4-h3 h3-h2 N D

h1

h4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Temperatura (C)

Densidad relativa

Peso especfico ()

UNIVERSIDAD DEL VALLE, Laboratorio de Fluidos e Hidrulica (LFeH) Edificio 360, telfono +57 (2) 3212100 Ext. 2453

3