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PRÁCTICA 4. PRINCIPIO DE BERNOULLI
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
El equipo de demostración del teorema de Bernoulli (FME03), ver Figura 4.1, está formado
por un conducto de sección circular con la forma de un cono truncado, transparente y con
siete llaves de presión que permiten medir, simultáneamente, los valores de presión estática
correspondiente a cada punto de las siete secciones diferentes.
Figura 4.1. Vista general del equipo.
Todas las llaves de presión están conectadas a un manómetro con el colector de agua
presurizada o no presurizada. Los extremos de los conductos son extraíbles, por lo que
permiten su colocación de forma convergente como divergente con respecto a la dirección
de flujo.
Hay también una sonda (tubo de Pitot) moviéndose a lo largo de la sección para medir a
altura en cada sección (presión dinámica).
El caudal volumétrico que circula por el equipo puede ser modificada ajustando la válvula
de control y usando la válvula de suministro del Banco Hidráulico (FME 00). Una manguera
flexible unida a la tubería de salida (9) se dirige al tanque volumétrico de medida.
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Para las prácticas, el equipo se montará sobre la superficie de trabajo del banco. Tiene patas
ajustables para nivelar el equipo. La tubería de entrada termina en un acoplamiento hembra
que debe ser conectado directamente al suministro del banco.
Algunas de las especificaciones del equipo FME-03 son:
Intervalo del manómetro: 0 – 300 mm de agua.
Número de tubos manométricos: 8.
Diámetro del estrangulamiento aguas arriba: 25 mm.
Estrechamiento.
Estrechamiento aguas arriba: 10º
Estrechamiento aguas abajo: 21º
OBJETIVO GENERAL
Analizar el teorema de Bernoulli en un tubo de sección variable.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Explicar las partes, mecanismos de control y funcionamiento del equipo.
Aplicar el Teorema de Bernoulli.
Medir el valor de la presión estática y la presión total en distintas secciones del tubo
Venturi.
Calcular las velocidades del flujo en las distintas secciones del tubo Venturi donde se
ubican las tomas manométricas.
Determinar el caudal volumetrico con el recipiente volumetrico.
Estimar el área de cada sección de flujo.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. LLENADO DE LOS TUBOS
MANOMÉTRICOS
1.
Mediante las patas ajustables, el aparato debe ser nivelado en el Banco Hidráulico
(FME 00).
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2. Cerrar la válvula de control del Banco Hidráulico (VC) y cerrar también la válvula
de control de flujo del equipo (VCC).
3.
Poner en marcha el motor de la bomba y abrir completamente la válvula VCC. Abrir
lentamente la válvula VC hasta que se alcance un flujo de unos 40 l/min. Cuando
todos los tubos manométricos estén completamente llenos de agua y no hay ninguna
burbuja de aire ciérrese VC y VCC.
4.
Abra la válvula de purga e inyecte una cantidad de aire.
5.
Abra despacio la válvula VCC. Cuando todos los tubos han obtenido la altura deseada
(unos 180 mm), cierre la válvula VCC y cierre la válvula de purga.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 2. TOMA DE DATOS.
1.
Colocar el equipo FME 03 sobre el banco hidráulico en sentido convergente odivergente.
2. Abra la válvula de caudal del banco hidráulico y la válvula de regulación del equipo
3. Fije un caudal y anote su valor.
4. Coloque el tubo de Pitot en la primera toma de presión de mínima sección. Espere que
el sistema se estabilice.
5. Cuando se estabilicen la altura en ambos tubos, determine la altura en los dos tubos
manométricos: presión estática “hi” y presión total “hTP ” (tubo de Pitot).
6.
Repita todos los pasos para cada toma de presión
7.
Repita los pasos anteriores para tres caudales diferentes. Se recomiendan: 5 l/min, 10
l/min y 15 l/min.
Los datos experimentales pueden tabularse en las Tablas 4.1 y 4.2.
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Tabla 4.1. Datos de las columnas estáticas en la experiencia práctica.
Q1= Q2= Q3=
h0
h1
h2
h3
h4
h5
h6
Tabla 4.2. Datos de las columnas en el tubo de pitot en la experiencia práctica.
Q1= Q2= Q3=
hTP1
hTP2
hTP3
hTP4
hTP5 hTP6
EJERCICIO PRÁCTICO 1. REPRESENTACIÓN DE LA ECUACIÓN DE
BERNOULLI.
Utilizando la carga estática y la carga dinámica represente la disponibilidad o carga total
(energía por unidad de peso) en cada sección, ver Figura 4.2. Un gráfico para cada caudalvolumétrico. Tanto con resultados experimentles como teóricos.
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Figura 4.2. Representación del teorema de Bernoulli.
EJERCICIO PRÁCTICO 2. DETERMINACIÓN DEL TAMAÑO DE CADA
SECCIÓN DEL TUBO VENTURI.
Con los datos experimentales y las ecuaciones pertinentes que pemiten definir el tamaño de
cada sección, complete las Tablas 4.3 y 4.4.
Tabla 4.3. Velocidades en cada sección (S) para cada caudal volumetrico ensayado.
V1 V2 V3
S1
S2
S3
S4
S5
S6
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Tabla 4.4. Áreas en cada sección (S) para cada caudal volumétrico ensayado.
A1 A2 A3 A promedio
S1
S2
S3
S4
S5
S6