Impacto de chorro sobre superficie


Impacto de Chorro sobre Superficies.

Apartados
Breve descripción del título
A
Descripción del Equipo.
B
Fundamentos Teóricos.
C
Desarrollo de la Práctica.
D
Cuestiones.












Seguridad

Calidad

Importante

Habilidad

Medio ambiente



Tiempo Total de la Práctica: 2 horas
Número de Operarios Mínimo para completar todas las tareas: 1
Númeroadicional de operarios para completar la tarea: 3.


Descripción del equipo:

Imagen general del equipo
A. Descripción del equipo:
El accesorio consiste en un tanque cilíndrico (1) con superficies laterales transparentes, donde una boquilla (2), conectada al banco hidráulico FME00, se alinea con el eje sobre el que se acopla la superficie problema (3). La fuerza vertical realizada por el aguacontra la superficie se mide empleando masas calibradas (4) que equilibran dicha fuerza, tomando como referencia un indicador o calibre (5) que se ha ajustado previamente a un cero de referencia, que es una marca que aparece en la superficie sobre la que se colocan las masas. Otros aspectos a destacar del equipo: Apoyos ajustables que permiten la nivelación del dispositivo. Orificios hechos en labase inferior del tanque para evacuar el agua.
Especificaciones
Diámetro del chorro: 8 mm.
Diámetro de las superficies de impacto: 40 mm.
Superficies de impacto:
Superficie semi-esférica de 180º
Superficie de la curva de 120º
Superficie plana de 90º
Conjunto de pesas de 5, 10, 20, 50 y 100 gr

B. Fundamentos Teórico:
La fuerza que ejerce un chorro que impacta contra unasuperficie se obtiene aplicando la ecuación de conservación de la cantidad de movimiento. Esta fuerza, para régimen estacionario y teniendo en cuenta que su componente horizontal se anula, viene dada por la expresión:
[N]
Siendo:
: densidad del fluido (kg/m3). Para el agua 1000 kg/m3.
Q: caudal con el que se está trabajando (m3/s).
: el ángulo, en grados, que forma el fluido desalojado con elvector normal a la superficie de impacto (ver figuras 2 y 3)
V: velocidad con la que el chorro impacta sobre la superficie problema (m/s). Esta velocidad se relaciona con el caudal mediante la ecuación:
[m/s]
donde:
A: Área transversal del chorro (m2).



B. Fundamento Teórico:

Para una superficie plana ( = 90º ) la ecuación anterior tiene la forma: Para una superficiecurva ( = 120º) la ecuación queda:



[N] [N]
Superficie plana (fig. 2) Superficie curva (fig 3)
Para una superficie semi-esférica ( = 180º) se llega a:
[N]
Como puede observarse, a mayorvalor de , mayor es la fuerza ejercida por el chorro sobre la superficie, siendo para  = 180º el valor máximo posible.




C. Desarrollo de la Práctica:
1.-Retire la tapa situada encima del depósito transparente de agua y enrosque la superficie de impacto plana en el eje vertical unido solidariamente al soporte sobre elque se colocan las pesas, cubra el tanque de nuevo con la tapa.(fig 1)
2.- Ponga el dispositivo en el Grupo Hidráulico (fig 4) Para la perfecta colocación de los equipos sobre el grupo hidráulico se suministra un soporte ajustable que se coloca sobre el depósito.
Para ajustar la longitud entre los soportes hay que aflojar el prisionero que se encuentra en los perfiles verticales y desUna vezajustada la separación entre los apoyos se procederá a colocar el equipo correspondiente.
Se conecta la entrada de agua. Este equipo consta de una moto-bomba centrífuga que aspira agua de un depósito de 140 litros. A la salida de la bomba se dispone de un caudalímetro que se utiliza para regular el caudal de agua de entrada en el equipo y termina en una boquilla provista Fig 4...