Laboratorio Rueda Pelton: LABORATORIO IMPACTO DE CHORRO

LABORATORIO DE IMPACTO DE CHORRO

PRINCIPIOS:

Las fuerzas ejercidas por los fluidos en movimiento conducen al diseño de bombas, turbinas, aviones, cohetes, hélices, barcos, etc., por lo cual, la ecuación fundamental dela energía no es suficiente para resolver todos los problemas que se presentan y por lo tanto se necesita el auxilio del principio de la cantidad de movimiento.

Ecuación de momento para un volumen de control:

Esta ecuación establece la suma de las fuerzas (de superficie y másicas) que actúan sobre un volumen de control no acelerado, es igual a la relación de cambio de momento dentro del volumen de control, más la relación neta de flujo de momento que sale a través de la superficie de control. Considere la situación en la que un chorro de agua impacta contra una superficie sólida plana, oblicua. El chorro de agua, generado mediante una tobera de d = 10 mm de diámetro interior, lleva una velocidad v, de manera que transporta un caudal Q = v A, Donde A = π d2 / 4 es el área de la sección transversal del chorro.

Al impactar contra la superficie, el chorro abandona ésta con una velocidad vs convertido en una lámina de área transversal As. En condiciones estacionarias (Q = constante), y teniendo en cuenta que los efectos viscosos son despreciables en el problema (Re =ρ v d / μ >> 1), donde ρ y μ son la densidad y viscosidad del agua respectivamente, la aplicación de la ecuación de Bernoulli a lo largo del chorro proporciona vs = v, de manera que la velocidad de salida es igual a la velocidad del chorro. Por tanto, la conservación de la masa implica As = A. La ecuación de la cantidad de movimiento proporciona la fuerza total sobre la placa.

El equipo sirve para estudiar las fuerzas de chorros a impulsos. Las fuerzas de impulsión se generan mediante un chorro de agua. Las fuerzas a impulsos en cuerpos de choque de impulsión se miden con un sistema de palancas y con los pesos.

Las fuerzas de impulsion del chorro de agua se ajustan mediante el caudal. El suministro de agua es proporcionado atraves de la red del laboratorio.

DESCRIPCIÓN PRACTICA

Equipo:

Al medir directamente la fuerza ejercida sobre las placas por el chorro de agua, este aparato permite estudiar experimentalmente las leyes de impulso teóricos utilizados para resolver problemas de impacto del chorro.

Una viga superior pesaje se pivota en cojinetes de precisión en un extremo y lleva a lo largo de su longitud la placa de prueba fija. El cojinete o viga y una escala se utilizan para medir la fuerza del chorro. Un muelle ajustable apoya la palanca y se utiliza para ajustar el nivel cero iniciales de la viga. Un recuento de peso que cuelga en el extremo de la viga se utiliza para devolver el haz a la horizontal cada vez que se requiere una lectura.

Un chorro de alta velocidad es producido por la boquilla cónica vertical. Para observar con claridad, tanto en la boquilla y la placa de prueba están contenidos en un cilindro de vidrio. El aparato está nivelado para la prueba usando los pies de bolas de plástico atornillado disponibles en las patas de la base.

Un tubo de drenaje, en la base del cilindro, se utiliza para dirigir el agua hacia el banco, donde se puede medir el flujo.

1. Se toman primero el alabe plana y luego la cóncava. Mostradas en la figura.

2. Con cada una de estas alabes se tomo el tiempo de cuanto tiempo empezaba a oscilar el nivel según la persona que estaba abriendo la llave de la red de agua del laboratorio.

Los datos obtenidos teniendo en cuenta que: