guia de aprendizaje cnaturales 8basico semana 12 2014

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Experiments in Fluids 13, 393-404 (1992) Experimentsin Fluids Springer-Verlag 1992 A reliable method for determining the measurement volume size and particle mass fluxes using phase-Doppler anemometry H.-H. Qiu and M. Sommerfeld Unversit~t Erlangen/Nfirnberg, Cauerstr. 4, W-8520 Erlangen, FRG Abstract. A reliable method for the calibration of the measurement volume cross-section has been developed, in order to correct the particle size distribution measured by a phase-Doppler anemometer (PDA) with respect to the counting bias in favour of the large particles. Furthermore, this method allows the measurement of par- ticle concentration or mass flux with high accuracy in two-dimen- sional two-phase flows. A comparison of the mass flow rate obtained by the integration of the mass flux measured in a water spray by applying this method with the global mass balance showed a differ- ence of about 5%. The basis of the present method is the detection of the amplitude of the filtered Doppler signal in connection with the particle size measured by the PDA. The detection process is performed using an electronic circuit which validates the Doppler burst and has addi- tionally the advantage that the highest amplitude portion of the burst can be selected for digitizing, acquisition and subsequent pro- cessing. Therefore, this method has the great advantage that the processed part of the burst has the highest signal-to-noise ratio which results in high accuracies for frequency and phase estimation. 1 Introduction Dispersed two-phase flows are encountered in a variety of forms in many engineering applications e.g. in chemical and process engineering and combustion science. Many of these processes involve momentum, heat and mass transfer be- tween the dispersed and continuous phases e.g. spray drying, pneumatic transport and spray combustion. For a detailed understanding of these processes and for improvements which may yield energy savings and pollution abatement, measurements of the two-phase flow characteristics are very important. Furthermore, detailed experiments are necessary for improving numerical prediction methods by the develop- ment of refined models based on the physical understanding of the flow. For the description of two-phase flows, measure- ments of the local continuous and dispersed phase velocities, dispersed phase concentration or mass flux and particle or drop sizes are required. Experimental studies on dispersed two-phase flows are preferably performed using non-intru- sive, optical methods such as laser-Doppler or phase- Doppler anemometry. Laser-Doppler anemometry has been applied for many years for measurements in two-phase flows (e.g. Yule et al. 1977; Ungut et al. 1978; Modarres and Tan 1983; B6rner et al. 1986), mainly for velocity measurements. Particle size and concentration measurements, however, have usually been based on a calibration procedure and have often been subject to large inaccuracies when using this method. In principle, accurate particle concentration or mass flux mea- surements by a laser-Doppler anemometer are only possible in simple one-dimensional flows when monosized particles are used and the cross-section of the measurement volume is obtained by calibration. This, however, does not remove the problems related to a spatial distribution of particle concen- tration in the flow which causes a dependence of the scat- tered light intensity on the measurement location. Several attempts to apply the laser-Doppler anemometry for particle sizing showed that this is only possible with considerable efforts and extensions of the optical and electronic system and sophisticated data processing (e.g. Yule etal. 1977; Ungut et al. 1978). Phase-Doppler anemometry (PDA) is one of the most suitable methods for sizing spherical particles, droplets or bubbles and for determining the correlation between their size and velocity. Since its first introduction by Durst and Zare (1975) more than fifteen years ago, this measuring tech- nique has been improved and is now a well adapted method for studying two-phase flows. Examples of applications are liquid sprays (Bachalo and Houser 1986; Bhatia et al. 1988; Hardalupas et al. 1990), metal sprays (Wriedt et al. 1989), bubbly flows (Saffman et al. 1984; Ohba and Matsuyama 1986) and particle laded flows (Maeda et al. 1989; Sommer- feld and Qiu 1991). The characterization of these two-phase flow systems by phase-Doppler anemometry yields the spatial development of the particle size distribution and the correlation between size and velocity. Although the method is largely indepen- dent of signal amplitude, errors in the measured size distri- bution may result from the Gaussian distribution of light intensity in the measuring volume. This causes a shift of the measured size distribution towards larger particles, com-

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GUÍA CIENCIAS NATURALES 8° BÁSICO

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Page 1: Guia de Aprendizaje Cnaturales 8basico Semana 12 2014

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GUIA DE APRENDIZAJE CLASE Nº 1– SEMANA 12

“Fuerza y movimiento: fenómenos eléctricos”

1. Lee el siguiente texto sobre las características de los sólidos:

La dureza es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración,

la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, entre otras. Por

ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza,

mientras que el vidrio es mucho más difícil de rayar.

La tenacidad es la energía total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura en

condiciones de impacto, por acumulación de fracturas. Se debe principalmente al grado

de cohesión entre moléculas. En mineralogía la tenacidad es la resistencia que opone

un mineral u otro material a ser roto, molido, doblado, desgarrado o suprimido.

En física el término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de

sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas

exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.

Después de leer el texto completa el siguiente mapa conceptual de las características de

los sólidos:

Objetivos de la Clase:

•Reconocer las características asociadas a la dureza, tenacidad y elasticidad de un sólido. •Clasificar un sólido según su capacidad de deformación.

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2. Completa las siguientes oraciones:

a. Un trozo metal puede rayar a un trozo de yeso porque el metal es más _________

que la madera.

b. La goma de una pelota puede deformarse y volver a su forma original por si misma

ya que posee una alta ____________.

c. El vidrio es un material que se fractura con facilidad por lo tanto podríamos decir

que tiene baja ___________.

d. Al lanzar una flecha con un arco vemos que cambia la cuerda y el arco se

deforman pero luego vuelve por si mismo a su forma original ya que estos

materiales tienen la propiedad de ________________

3. Consigue los siguientes materiales y luego raya cada uno con los demás para

clasificarlos según su nivel de dureza (puedes agregar otros que te parezcan posibles de

analizar):

Carbón vegetal, Plástico, Tiza o yeso, metal, Vidrio, Jabón.

Nivel de

dureza

1 2 3 4 5 6

Material

4. ¿Qué material conseguirías para comprobar la propiedad de elasticidad?

_______________________________________________________________________________

5. Diseña un experimento que permita comprobar la elasticidad de un material.

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

6. Utilizando una herramienta como un martillo comprueba la tenacidad de los materiales

que conseguiste para esta clase golpeándolos, recuerda que debes usar protección para

los ojos y utilizar una energía similar con cada material.

Ordénalos en la siguiente tabla según su nivel de tenacidad

Nivel de

tenacidad

1 2 3 4 5 6

Material

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GUIA APRENDIZAJE CLASE Nº 2– SEMANA 12

“Fuerza y movimiento: fenómenos eléctricos”

1. Realiza las siguientes experiencias y explica cuáles son los tipos de transferencia de

energía que se identifican en cada caso.

a. Coloca una cuchara metálica en un vaso de precipitado con agua caliente y deja el

mango fuera del agua, en el extremo del mango coloca un poco de manteca y mide el

tiempo que demora en derretirse.

Haz lo mismo con una cuchara de plástico y mide el tiempo que demora en derretirse.

Antes de realizar la experiencia escribe que crees que ocurrirá.

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

¿Cuál es la forma de transferencia de energía que podemos observar?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

¿Cuál de los dos materiales condujo la energía de mejor manera?

________________________________________________________________________

b. En un vaso de precipitado coloca agua caliente y en otro agua fría, en cada uno deja

caer una gota de tinta china y observa en cuál de los dos se difunde más rápido el color.

Objetivos de la Clase:

Conocer la conducción del calor en materiales sólidos como

consecuencia de la agitación molecular.

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Antes de realizar la experiencia escribe que ocurrirá, que tipo de transferencia se produce

y porque:

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Esta diferencia tiene algo que ver con la Teoría cinética de las partículas. Argumenta tu

respuesta.

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

c. Consigue dos cajas de igual tamaño pero una debe estar forrada en cartulina negra y la

otra en cartulina blanca, luego coloca dentro de cada una un termómetro de temperatura

ambiental. Ubícalas en un lugar soleado o con una lámpara infrarroja que las ilumine.

Escribe que tipo de transferencia se produce:

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Define que medio material necesita cada una de las transferencias de energía

observadas:

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________