Manual de Lab de Fenomenos ACTUALIZADO

UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

MANUAL DE LABORATORIO DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE

PROFESOR: PREPARADORES:

HERNÁN RAVEN ADRIANA BLANCO

ROSSANA TRIANA

ENERO DE 2016

Laboratorio De Fenómenos de Transporte

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Asignatura: Laboratorio de Fenómenos de Transporte. Código: 064-4272Pre-requisito: 064-3263 (Fenómenos de Transporte II) Semestre: VIIHoras semanales: 4 (según cronograma de trabajo)

1 Descripción general del curso1.1 Objetivo generalComprobar experimentalmente conocimientos teóricos de temas aprendidos en teoría relativos a fenómenos de transporte, en particular: transferencia de calor, masa y momento, mediante la realización de ensayos usando equipos diseñados para tal fin.

1.2 Objetivos específicos

1. Familiarizarse con el funcionamiento de los equipos de fenómenos de transporte ubicados dentro del Laboratorio de Operaciones Unitaria (LOU) del Dpto. de Ing. Química.

2. Utilizar artificios matemáticos para modelar el comportamiento de los fluidos y/o mecanismos de transferencia de calor.

3. Utilizar las técnicas subjetivas, pero inherentes a la práctica, referente al uso apropiado de los equipos.

4. Adquirir destreza en la toma de datos experimentales y en la correcta presentación resultados.

5. Demostrar habilidad en la interpretación y análisis de los resultados obtenidos.

6. Adquirir la habilidad de trabajo en grupo de forma coordinada, tanto dentro del laboratorio como en la preparación del informe.

7. Utilizar los conocimientos obtenidos en las materias teóricas para aplicarlos en la resolución de problemas.

8. Promover el flujo de ideas para el mejoramiento continuo del laboratorio.

9. Mejorar los aspectos relacionados con la preparación y presentación de informes técnicos.

1.3 Síntesis de conocimientos previos


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Conceptos básicos de Mecánica de fluidos: Viscosidad. Cantidad de movimiento. Ecuación de Bernoulli. Ecuación de Continuidad. Balance macroscópico de energía mecánica. Medidores de Flujo. Coeficiente de descarga. Conceptos básicos de Transferencia de calor: Transferencia de calor. Intercambiadores de calor. Clasificación. Características de diseño de intercambiadores de calor. Aletas. Coeficientes de transferencia de calor.

1.4 Programación del curso

Se realizarán seis (6) proyectos relacionados con los conocimientos obtenidos en los cursos de Fenómenos de Transporte I y II:

Práctica 1. Experimentos de ReynoldsPráctica 2. Calibración de Medidores de FlujoPráctica 3. Perfil de temperatura. Práctica 4. Intercambiadores de calor.Práctica 5. Perdida de carga en accesorios Práctica 6. Bernoulli y Calibración por peso muerto Práctica 7. Medición de viscosidad

La fecha de realización de estas prácticas, se publicaran bajo el formato de cronograma de trabajo.

Para cada una de las prácticas:

1. Se presentará un examen de pre-laboratorio (éste será elaborado y aplicado por el preparador docente), donde se pretende evaluar su preparación previa a la realización de la práctica.

2. Se presentará un informe (bajo el formato que se explicará más adelante) el cual será entregado al preparador de 7 a 8 días después de finalizada la práctica según lo establecido por el mismo. C a d a d í a d e r e traso le rest a rá d o s (2) pun t o s a la n o ta d e f initi v a de l i n f o r m e .

1.5 Desarrollo de las actividades

Las prácticas se realizaran los días martes y miércoles de 1:00 pm a 5:00 pm en las instalaciones del Laboratorio de operaciones Unitarias (LOU).

La asistencia a la práctica está precedida por la asistencia a una reunión donde se informará al estudiante todos los parámetros a estudiar en la práctica a realizar, así como el funcionamiento del equipo. Esta reunión es preestablecida de común acuerdo con el preparador y no es opcional sino obligatoria, y la n o a sis t en cia s e c on sid e rará c o m o au s en cia a la p ráctic a . Se a s u m i r á q u e e l e s t ud i an t e h a le í d o e s te m a nua l, e n p a rt i c u lar la p ráct i ca a e f e c t ua r y las referencias bibliográficas recomendadas.

1.6 Evaluación

A excepción de casos particulares acordados de mutuo acuerdo, la calificación estará hecha de la siguiente forma:

50% Informes. 30% Exámenes de pre-laboratorio


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20% Apreciación general.

Los informes serán evaluados usando una lista de cotejo, donde se tomarán en cuenta los diversos aspectos tanto de contenido como de forma.

1.7 Estructura del Informe

I. La página del Título:

Contiene la siguiente información:

1. Encabezado en forma centrada, en la parte superior, que incluye “Universidad de oriente, Núcleo de Anzoátegui, Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Departamento de Ingeniería Química”

2. En el centro, el título de la práctica (tal como aparece en el manual de prácticas)

3. Información de grupo: Nombre del grupo, sección, integrantes del grupo (Apellido, Nombre y Cédula) a la derecha

4. Nombre del preparador y del profesor a la izquierda

5. En la parte inferior: Lugar y fecha de entrega

II. Resumen

Por definición, un resumen es una explicación breve de una cosa. Se debe explicar lo que se hizo (metodología seguida) y los resultados más resaltantes. Sin hacer referencia al contenido dentro del informe (ni a graficas, tablas, dibujos, etc.). Debe estar contenido en un solo párrafo y en una sola página y no debería exceder unas 200 palabras. Note que aunque se presenta al principio del informe, este debe ser redactado de último.

III. Capítulo I: Introducción

Contiene el planteamiento del problema, en donde se explican las razones que justifican la realización de la práctica, su importancia, ventajas y alcance del trabajo en la formación del Ingeniero Químico, de manera que debe llevar la secuencia lógica ¿Qué? ¿Por qué? ¿Cómo? Se debe dejar al lector un claro perfil de lo que se desea con la práctica. Finalmente se debe presentar el objetivo general y los objetivos específicos.

Debe evitarse la tentación de copiar directamente de los libros ya que esto resulta obvio, por el contrario, se desea que Ud., con sus propias palabras y su sentido de la orientación explique de lo que se trata la práctica.

IV. Capítulo II: Desarrollo del proyecto

Consta de dos partes:

1. Tablas de datos: Se deben mostrar en forma tabulada “todas las variables medidas durante la práctica” y no resultados de cálculos1. Además de propiedades y magnitudes físicas y/o químicas a utilizar.


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2. Muestra de cálculos: Se debe mostrar un ejemplo de los cálculos realizados, donde se detallen ecuaciones con términos definidos2, las respectivas unidades, y las tablas de datos de donde se tomó la información. También se debe mostrar la referencia bibliográfica de la ecuación usada y su nombre si esta lo tiene (p. e.: la ecuación de cálculo de caudal en base al volumen y tiempo es “elemental” y no tiene un nombre específico, pero existe la ecuación de Bernoulli, la Primera ley de la Termodinámica o la ecuación de Francis). Si hay repetición de cálculos, se debe hacer referencia a la tabla y/o gráfica donde se muestra (p. e.: “…los valores de V y t fueron tomados de la tabla1.2 y los resultados de Q se muestran en la tabla 3.5 y se muestra su gráfica respecto a la altura del flotador del rotámetro en la figura 4.2…”) . Se debe asegurar de que aparezca en las tablas los cálculos que se usen para la muestra de cálculos. Se sugiere que para la muestra de cálculos se usen los valores que encabezan las tablas, eso hace que el lector los ubique más rápido y Ud. demuestra su capacidad de comunicación.

Tenga en cuenta que Ud. fijó unos objetivos al principio de la práctica y del informe, y este debería ser el orden lógico que se use para mostrar los cálculos. Haga referencia a procedimientos y/o rutinas de cálculos que usó y que se muestran en los libros de la bibliografía.

V. Capítulo III: Resultados y discusión

Se deben mostrar los resultados en forma de tablas en una secuencia lógica según se señala en la Muestra de Cálculos. La discusión de tales resultados es la parte más importante del informe3, aquí se demuestra su habilidad para analizar los diferentes resultados obtenidos durante la experiencia. Es necesario que se hable de cada aspecto de la práctica, de cada gráfica o tabla que Ud, decida importante como para mostrarla. Se debe demostrar sentido crítico que demuestre su conocimiento de la materia y que tanto profundiza en cada situación. Se deben hacer comparaciones entre lo que resulta en la práctica y lo que se espera teóricamente, haciendo constantemente referencia a la bibliografía. Se deben explicar cualquier desviación, su magnitud, en términos de porcentajes, por ejemplo4.

1 Observe que un caudal no es un dato si no el resultado de la división de un volumen y un tiempo, que es lo que se miden en el laboratorio.2 Si la ecuación no es elemental [Q=V/t; F=m.a; Vprom=(V1+V2)/2], debe hacer referencia a la fuente (libro, artículo, etc.) de donde la tomó.3 No es extraño que un lector interesado se limite a leer solo el resumen y la discusión de los resultados en un informe técnico. Aunque esta práctica no es conveniente, ocurre con mucha frecuencia, por tanto debe ser tomada en cuenta.4 Es común que el estudiante asigne los errores a defectos en los equipos utilizados, el tiempo, la poca asesoria, etc. Se debe tomar en cuenta que es a él a quien se está evaluando y por tanto es el único responsable de su informe. Es necesario


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VI. Capítulo IV: Conclusiones y recomendaciones

Las conclusiones se explican de manera breve y se deben incluir los resultados más importantes de la práctica. Deben estar referidas única y exclusivamente a lo encontrado en la práctica (tomando en cuenta rangos, configuraciones particulares, métodos, etc.). En base a las conclusiones se verifica si se alcanzaron o no los objetivos propuestos. Deben estar enumeradas y según un orden lógico y coherente con la discusión de los resultados.

Las recomendaciones son comentarios y/o aportes basados en su experiencia que eventualmente permiten mejorar el funcionamiento de los equipos, la práctica y del laboratorio en general.

VII. Bibliografía

Son las referencias bibliográficas consultadas para la realización del informe. Esta deben ser citadas por lo menos una vez en el informe. Aunque obviamente, es deseable que revise tantos textos como pueda, evite colocar libros que en realidad Ud. no utilizó, solo para “rellenar” la bibliografía. Se debe estar preparado para mostrar el texto de donde fue extraída cierta información, si así se considere necesario. Pueden incluirse sitios Web relacionados con el tema y si cree conveniente y fuere posible, a fin de respaldar su trabajo, se debe anexar un Disquete con tal información.

La forma de presentar la bibliografía, se ajusta a la vigente para el mismo fin en Tesis de Grado (Consultar al respecto).

VIII. Anexos

Se usan como complemento del informe. Se trata de información que por alguna razón, no es conveniente mostrar dentro del mismo (p.e.: por tamaño, no forma parte de los objetivos, etc.) Pero que de alguna manera respalda y/o complementa su trabajo. Pueden ser tablas, gráficas y figuras tomadas de libros, manuales, Internet, etc., que contengan modelos matemáticos, procedimientos, análisis, fotos y/o esquemas del equipo, etc.

La forma de presentar los anexos, se ajusta a la vigente para el mismo fin en Tesis de Grado (Consultar al respecto). Igualmente, de b e ha c e rse r e f e r e n cia a e s t o s, a l m e n o s d e f o r m a g e n e ral ( P. e.:”….en el anexo A.1 se muestra un procedimiento parecido al empleado en este informe, pero usado en bombas de mayor capacidad…”).

Recomendaciones Generales:

1. Recuerde que se trata de un informe técnico, por lo que es imperativo que Ud. siga las normas establecidas para el mismo. Esta práctica es común en cualquier institución (empresarial, comercial, educativa, etc.), donde existen formatos, estilos, estándares, etc., que Ud. debe asumir sin que estos sean modificados. Desde luego, caben las propuestas, pero incluso estas tienen su espacio en la configuración del informe.

desarrollar el sentido de la autocrítica positiva de forma razonable, que al fin y al cabo, es lo que permite la mejora progr esiva en su calidad como estudiante y eventualmente como profesional.


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2. Por ser un informe técnico, debe ser formal, lo cual implica que n o se d e b e trat a r d e “a do rn a r” u s an d o p o r e jempl o : l e tras q u e s ob r e - res a lt e n e n t am añ o y /o co lor, ra y a s d e c o lores, d i b u jos e x trav ag a n t e s, e tc. Esto, aparte que no hace ganar más puntos (mas bien lo contrario), le quita seriedad a cualquier informe técnico. Recuerde que es un reflejo suyo y de su calidad ante el lector.

3. Se escribirá a mano con un bolígrafo negro o azul, en papel blanco tamaño carta con márgenes de 3,0 cm izquierdo y superior y 2,5 cm derecho e inferior.

4. La redacción debe ser clara, sencilla, usando frases cortas pero con ideas concretas. Debe ser redactado en impersonal, de manera que el mérito lo tenga la Ciencia y no una persona. Es decir: Ud. debería escribir “Se midió el caudal…” y no “Medimos el caudal…”.

5. Evite entregarlo en carpetas costosas. Asegúrese de que la secuencia (que se describirá luego) sea respetada y que todas las hojas estén bien sujetas, ya sea con grapas o gancho.

6. Evite hacer referencias fantasmas. Este error es común en quienes se “ayudan” (¿?) con otros informes, en los cuales se hace referencia a una tabla pero no se coloca su ubicación. Ej. “….Los demás valores se muestran en la Tabla ( )….”

7. Todas las magnitudes físicas deben tener sus unidades, ya sea en tablas, figuras, gráficas o ecuaciones. Aunque esto es obvio, en ocasiones se omiten siendo un error de grandes proporciones en un informe técnico.

8. Las tablas deben diseñarse de manera que sean estéticas y prácticas de entender. Evite hacer tablas sobrecargadas. Si Ud. cree conveniente, divida la información de forma lógica y razonable y preséntela en varias tablas.

9. Las tablas deben estar numeradas en la parte superior, con un título que no sea muy extenso, pero que refleje el contenido de la misma. Si se debe continuar una tabla en otra página, es necesario que coloque nuevamente el título y el encabezado, pero informando al lector que se trata de una continuación (p. e.: colocando entre paréntesis la palabra “continuación”, o “cont.”).

10. El encabezado de cada tabla debe tener la magnitud a tabular y la unidad (si la hubiere) de la misma.

11. Si fuera necesario hacer un comentario respecto a una tabla, éste se colocará justo debajo de la misma, de forma resumida.

12. Las gráficas y figuras deben estar numeradas en la parte inferior, con un título que no sea muy extenso, pero que refleje el contenido de la misma

13. Lógicamente, se debe colocar la magnitud y sus unidades en cada eje.

14. Las gráficas se deben hacer tomando una escala (lineal o logarítmica) de tal modo que se aproveche toda el área.


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15. Siempre q u e s e a po s i b le, de b e n d ib u jar s e v a r i a s c u r v a s den tro d e la m i s m a g r á f ica s in e x age rar t a l sit ua ci ó n . Tenga en cuenta que de esta forma Ud. puede hacer comparaciones y relaciones, cosa que sería muy difícil hacer si aparecen en gráficas distintas y con otra escala.

16. Si en un mismo gráfico, para una variable independiente se desea mostrar dos (o más) variables dependientes y de distintas dimensiones, use doble eje de ordenadas.

17. Evite hacer gráficas por no dejar. Es decir, gráficas que ni Ud. ni el lector puedan entender fácilmente. Recuerde que Ud. debe explicar cada gráfica posteriormente y que el lector debe entenderlas.

18. Cada ecuación que se muestre debe ser enumerada según su orden de aparición, mostrándose su número alineado a la derecha y entre paréntesis.

19. Los valores numéricos (datos, resultados intermedios y finales) se deben presentar tomando en cuenta las reglas de tratamiento de datos experimentales (cifras significativas, errores de medición, propagación de errores, etc.) . Debe evitarse la presentación de resultados con más precisión de la que realmente tienen.

1.8 Consideraciones Generales

1. El curso se dicta en un semestre con una sesión semanal de cuatro horas.

2. Se trabaja con grupos de seis estudiantes como máximo.

3. Se aceptará un informe por grupo. A menos que alguno de los integrantes haya perdido la práctica por motivos superiores. En tal caso, esa persona tendrá que realizar su propia recolección de datos (trabajando en conjunto con algún otro grupo al que le corresponda la respectiva práctica) e informe.

4. Todos los integrantes del grupo están obligados a participar de la elaboración del informe, y así será asumido en la evaluación del mismo.

5. T o do s l o s e s t ud i a n t e s de l la b o rat o r i o d e be n e st a r en s u l u ga r d e t r a ba jo m ie n tras se r ea l i ce la p ráctic a , si e nd o lo c on trar i o s u f ic i e n te m o ti v o pa ra qu e se c on s i d e re la n o p a rt i cip a ción e n la m i s ma .

6. Todo el grupo debe estar presente en el laboratorio para la realización de la práctica. Si por alguna razón se pierden dos prácticas, automáticamente se considerará que se ha

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reprobado la Materia (dos inasistencias corresponden al 40% de inasistencia, lo cual es mayor al 30% establecido en el reglamento interno de la UDO)5

7. Si por alguna razón la práctica no se puede realizar (falta de luz, agua, daño en el equipo o en la caldera) de manera que se rompe la secuencia previamente fijada (cronograma de trabajo), entonces de común acuerdo con entre el preparador, el técnico de laboratorio y el grupo se planificará una nueva fecha.

1.9 Normas y responsabilidades del preparador.

1. Disponibilidad de tiempo para la realización de la práctica.

2. Permanecer en el laboratorio durante la realización de las prácticas.

3. Asistir puntualmente el día de la práctica.

4. Mantener el orden y la disciplina en el laboratorio.

5. Respetar al estudiante.

6. Realizar las tareas asignadas por el profesor.

7. Estar presentes en las evaluaciones realizadas.

8. Retirar con anterioridad el material que sea necesario para la realización de cada práctica.

9. Ser un líder dentro del laboratorio.

10. Asegurarse de que cada estudiante dentro del laboratorio sepa lo que está haciendo.

11. Verificar que el área de trabajo queden limpias y en orden luego de la culminación de prácticas.

12. Llevar un control por escrito de forma clara y estricta de la asistencia de cada estudiante y la entrega de informes.

13. Aclarar dudas respecto al procedimiento experimental (s i n e n trar e n d e t a l l e s t eó r i c o s )relacionadas con las prácticas.

1.10 Normas y responsabilidades del estudiante

1. Estar atento a las publicaciones que se hagan relacionados con el laboratorio (cronogramas, cambios de planes, horas de reunión, etc.), previa designación por parte del profesor y/o preparador del medio para tal fin.

2. Asistir puntualmente a las reuniones de explicación de práctica.

5 Salvo casos donde se pueda demostrar la incapacidad de la asistencia por parte del participante (constancia médica).


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3. Asistir puntualmente a la práctica, según el cronograma de trabajo. La asistencia“parcial” se considerará como ausencia a la práctica.

4. Utilizar ropa adecuada en todo momento. Usar la bata de laboratorio

5. Mantener en el laboratorio una aptitud de investigador: seria, organizada, analítica, crítica, proactiva, detallista, metódica, etc.

6. Mantener una aptitud de respecto a las personas involucradas con el laboratorio, esto es: profesor, preparador, personal del laboratorio y compañeros.

7. Mantener la disciplina dentro de las instalaciones del laboratorio. No fumar si consumir alimentos dentro de las instalaciones del laboratorio.

8. M an t e n e r y de jar e l á rea d e t r a ba jo l i mp ia y o rd e n ad a .

9. No recibir “visitas” dentro del laboratorio. Recuerde que este es equivalente a un salón de clases

10. Entregar al personal del laboratorio los materiales de trabajo una vez finalizada la práctica. Todo el grupo será responsable por daños o pérdidas de los materiales.

11. Poner a funcionar adecuadamente el equipo y ser cuidadoso en la toma de datos y muestras. No se permitirá manipular ningún equipo, si demuestra incompetencia para hacerlo (Recuerde los principios básicos de seguridad).

12. No se pe r m iti r á , b a jo n in gu n a ci r c un st a n c i a , la re a l i z a ción d e p ráctica, sino se h a re a l i z ad o o a sisti d o a l a re un i ó n e x p l i c a ti v a .

13. Entregar el informe al preparador en la fecha correspondiente, según esta fuera establecida.

La no observación de estas normas (y otras propias de un laboratorio de trabajo y/o institución académica) será motivo suficiente para que se le pida su desalojo por parte de los encargados: profesor, preparador, personal del laboratorio u otro profesor del Dpto. de Ing. Química que presencie tal situación.


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2. Descripción de las prácticas.

Pra ct ica 1 . Exp er im ent o s de Reyno lds

Objetivo generalEstudiar el comportamiento de los regímenes de flujo, en tuberías de diferentes diámetros.

Objetivos específicos1. Visualizar por medio de un colorante, el comportamiento del flujo de fluidos, en el régimen

laminar, transición y turbulento.2. Comprobar la dependencia existente del régimen de flujo con el diámetro del conducto y la

velocidad de flujo.3. Relacionar las pérdidas de carga por fricción en las tuberías con el número de Reynolds.4. Establecer si el sistema estudiado cumple con la condición de A <V> para la ecuación

Q = A* <V>.

Materiales y Equipos Llaves de tubo, cronómetro, cinta métrica, cilindro graduado de 1000 ml, jarra graduada de 3000 ml, solución de colorante (permanganato de potasio, azul de metileno u otro que resulte adecuado). Se usará un equipo similar al original utilizado por Osborne Reynolds. Banco Hidráulico Armfield F1-10 Equipo para demostración de Reynolds Armfield F1-20 El estudiante debe contar con tablas prediseñadas para la recolección de los datos. Calculadora

Procedimiento experimentalA) Parte de Visualización (con equipo F1-20)

1. Tomar las medidas necesarias para los cálculos: longitud y diámetro de tuberías.2. Asegúrese de que el depósito tenga colorante, caso contrario avise al preparador;3. Conectar la tubería de alimentación a la toma de agua del banco hidráulico.4. Bajar el inyector, mediante el tornillo, hasta colocarlo justo sobre la tobera de entrada de

visualización del flujo.5. Colocar el tubo de rebosadero de modo que se facilite el desagüe.6. Manteniendo abierta la válvula de control de flujo, llenar lentamente el depósito hasta

establecer un nivel aproximadamente constante e inferior al rebosadero.7. Ajustar la válvula de control del aparato para que salga por esta un caudal determinado

(reducido inicialmente).8. Abrir la válvula de inyección del colorante hasta conseguir una corriente lenta del mismo.9. Observar el tubo de visualización. Anotar y describir lo observado;10. Registrar la información necesaria para calcular el flujo (volumen y tiempo) correspondiente a

esta apertura de la válvula.11. Incrementar el caudal abriendo más la válvula de control.12. Repetir de 7 a 10 hasta que, para caudales consecutivos, se observe transición y turbulencia.


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Se debe tener precaución de que el nivel del tanque sea constante. Para ello, si fuera necesario, proceder al ajuste progresivo de la válvula en la toma de agua y la válvula de control del aparato.

B) Caracterización de los regímenes de flujo en función del diámetro del conducto1. Asegurarse que el tanque de almacenamiento tenga agua.2. Tomar las medidas necesarias para los cálculos: diámetro y longitud de tuberías.3. Drenar el posible fluido remanente en la tubería matriz.4. Instalar una de las tuberías de hierro (1/2”, 3/8” ó 1/4”) y conectar las tomas de presión del

manómetro a ésta.5. Eliminar o por lo menos minimizar las fugas en caso de que existan.6. Estabilizar con ayuda de la válvula de la tubería matriz al menos tres (3) flujos en la región

laminar, tres (3) en el transitorio y cinco (5) en el turbulento. (Estos deben ser previamente calculados)

7. Registrar la información necesaria para calcular el flujo (volumen y tiempo) por triplicado y la diferencia de presión entre los dos puntos de flujo determinados para cada perturbación.

Cálculos y GráficosA) Parte de Visualización (con equipo F1-20)

1. Mostrar en dibujos (o fotografías) la forma de las líneas observadas en función del caudal2. Mostrar en dibujos la forma del perfil de distribución de velocidad en los casos observados.3. Calcular el número de Reynolds (Re) y verificar que lo observado corresponde a lo predicho

por el Re en cada experiencia;4. Explique cómo estimaría el Re crítico (paso de laminar a no laminar) y como compararlo

con el valor recomendado en la bibliografía.

B) Caracterización de los regímenes de flujo en función del diámetro del conducto5. Calcular el factor de fricción para cada tubería y cada caso6.6. Estimar el factor de fricción por el grafico Log F Vs Log Nre y comparar con los calculados.

Explicar las diferencias, si existen.7. Calcular las pérdidas de carga por fricción.8. Gráfico de Re vs. Q para cada tubería de hierro y analizar este comportamiento.9. Razonar con los parámetros calculados si el sistema estudiado cumple con la condición de

A <V> en la ecuación Q = A <V>.10. Si el numero de Reynolds determina el tipo de flujo y los parámetros velocidad, viscosidad

y diámetro (V, , Ø, ) Conforman el Número de Reynolds ¿Cómo podríamos variar cada uno de ellos para variar el tipo de flujo?

11. De la pregunta anterior ¿Cuál sería la forma más práctica para variar el tipo de flujo y por qué?

6 Especificar si se trata del fanny o el Moody.


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Prá ct ica 2 : Ca li bra ció n de m edid or es de fl ujo

Objetivo generalAplicar la técnica de calibración de medidores de flujo y su utilidad.

Objetivos específicos1. Adquirir la técnica para calibración de medidores de flujo, trazando las curvas de calibración de

rotámetro, tubo Venturi, placa orificio y vertederos.2. Hallar las ecuaciones empíricas de las curvas de calibración en función del flujo y compararlas con las

teóricas.3. Establecer si existen diferencias entre el coeficiente de descarga esperado teóricamente y el obtenido

experimental en cada instrumento.

Materiales y Equipos Cronómetro, cilindro graduado. Equipo de demostración y comparación de caudalímetros F1-21 También se usará un equipo consistente de un tanque, una bomba y un circuito cerrado de

tuberías con un vertedero rectangular y uno cilíndrico. (Nota: trate de explicarse el diseño del mismo)

El estudiante debe contar con tablas prediseñadas para la recolección de los datos y calculadora

Procedimiento experimentalLos siguientes medidores se trabajarán con el equipo F1-21:

A) Rotámetro.1. Abrir completamente la válvula reguladora del equipo.2. Poner en marcha el banco hidráulico, con una apertura apropiada de la válvula de control de

dicho equipo.3. Anotar la caída de presión registrada en los tubos de los manómetros para este medidor, así como

el caudal marcado para el mismo (caudal aparente). De igual modo tomar los datos de volumen y tiempo por triplicado para determinar un caudal promedio (caudal real).

4. Repetir los pasos 2 y 3 cinco (05) veces para caudales distintos del flotador, controladas con la válvula reguladora.

B) Tubo Venturi y Placa de Orificio.1. Estabilizar un caudal con ayuda del rotámetro, distintos a los utilizados en la experiencia “A”.2. Registrar las presiones puntuales de entrada y salida de cada instrumento como están indicadas en

el equipo. Tomar caudal promedio.3. Repetir los pasos anteriores cinco (05) veces.

Los siguientes instrumentos serán calibrados con el equipo que presenta los vertederos.

D) Tanque Cilíndrico.1. Asegurarse que el tanque del equipo esté lleno. Uno vez realizado lo anterior, poner en marcha labomba. 2. Estabilizar una altura en el flotador.3. Registrar el nivel de descarga al tanque.


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4. Determinar el caudal descargado recolectando datos de volumen y tiempo. Esto se realizará por triplicado y se promediará por cada experiencia.

5. Repetir los pasos 1 y 2 al menos cinco (05) veces.

E) Tanque Rectangular.1. Colocar una de las placas del vertedero rectangular (½” ó ¼ “) en el tanque.2. Cerrar la llave de entrada al tanque cilíndrico y abrir la del rectangular.3. Estabilizar una altura en el flotador.4. Anotar el nivel de descarga anotado en el vertedero.5. Repetir los pasos 3 y 4 al menos cinco (05) veces.6. Volver a realizar el procedimiento para la placa restante.

Espere instrucciones del preparador.

Cálculos y Gráficos1. Curva de calibración de rotámetro: Caudal real (Y) Vs. Caudal aparente (X).2. Curvas de calibración del rotámetro, tubo Venturi y placas de orificio (Caudal real vs

cabezal de presión en mm H2O)3. Gráficos en los vertederos (nivel de descarga Vs Caudal real.)4. Coeficiente de descarga del rotámetro, tubo de Venturi, placas de orificio y vertederos.5. Determinación del porcentaje de desviación del coeficiente de descarga de cada instrumento

con respecto a los coeficientes teóricos de los mismos.6. Comparación del coeficiente calculado tanto para el orificio como para el tubo Venturi con

el obtenido de las tablas y/o gráficas publicadas para tal fin.

Datos Técnicos:

Tubo Venturi:Diámetro del tubo aguas arriba: 0,03175 mÁrea de sección transversal del tubo aguas arriba: 7,92 x10-4 m2

Diámetro de la garganta: 0,015 mÁrea de sección transversal de la garganta: 1,77 x 10-4 m2

Inclinación aguas arriba: 21gradosInclinación aguas abajo: 14 grados

Placa Orificio:Diámetro del tubo aguas arriba: 0,03175 mÁrea de sección transversal del tubo aguas arriba: 7,92 x10-4 m2

Área de sección transversal del orificio: 3,14 x 10-4 m2

Diámetro del orificio: 20 mm

Rotámetro:Diámetro superior del tubo: 3,413 cm

Flotador:R: radio mayor (0,7065 cm)r: radio menor (1,27 cm)h: altura del flotador (4 cm)g: generatriz (4,023 cm), y esta depende de la geometríaAf. 51,83 cm2: área de la sección del flotador


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Prá ct ica 3 : Per fil de t em per at ura

Objetivo generalEstudiar el patrón de variación de temperatura en sólidos al ser perturbados térmicamente, en función de la distancia y del tiempo.

Objetivos específicos1. Establecer de forma experimental el coeficiente de transferencia de calor local, empleando el método

gráfico de diferenciación doble de la distribución de la temperatura experimental, apoyado en un balance diferencial de energía en estado estacionario.

2. Relacionar el coeficiente de transferencia de calor local experimental con el establecido por los modelos matemáticos existentes.

3. Determinar el calor disipado a través de barras macizas con iguales dimensiones y establecer debido a que características estos calores se diferencian.

4. Analizar gráficamente la distribución de temperatura como una función de la longitud y del tiempo.

Materiales y Equipos Cronómetro, termómetro digital, cinta métrica Se usará un equipo consistente de unas barras (aletas) de hierro y de aluminio, con uno de sus

extremos dentro de una cámara de condensación de vapor. El dispositivo cuenta con termocuplas para medir la temperatura en función de la distancia.(Nota: trate de explicarse el diseño del mismo)

El estudiante debe contar con tablas prediseñadas para la recolección de los datos.

Procedimiento experimentalA) Inicial.

1. Verificar la forma adecuada las conexiones de las termocuplas al termómetro digital en las dos (2) filas del tablero. Asegúrese que todas las termocuplas están conectadas tanto al tablero como a la aleta. Debe tener identificada y asociada cada posición de las aletas con el número de termocupla correspondiente en el termómetro

B) Perfil de Temperatura.1. Medir la distancia existente entre la fuente de calor (calentador) y cada termocupla en la barra de

hierro.2. Abrir la llave de desagüe del condensador y la llave de la trampa de vapor. Asegúrese que la

entrada de agua fría este cerrada.3. Medir la temperatura inicial en todas las termocuplas de la barra de hierro.4. Abrir lentamente la llave de vapor saturado hasta un valor máximo de 2 Kg-f / cm2 (o su

equivalente según la escala del manómetro). De la constancia de esta temperatura depende el éxito de la práctica.

5. Medir la temperatura cada 30 segundos en las seis (6) termocuplas, desde el momento inmediato a la apertura de la llave de vapor saturado. No detener el cronometro.

6. Cerrar la llave de vapor saturado cuando se alcance el equilibrio térmico (en cada punto de la barra), y esperar que drene todo el vapor remanente.

7. Abrir la llave de suministro de agua y cerrar la llave de la trampa de vapor.8. Seguir midiendo la temperatura cada 30 segundos.


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9. Cerrar la llave de suministro de agua una vez alcanzado el equilibrio térmico (en cada punto de la barra).

11. Repetir todos los pasos anteriores con la barra de aluminio.

Cálculos y Gráficos1. Graficar en un solo papel, la evolución del calentamiento de cada barra (Temperatura vs.

Tiempo), usando distancia de la termocupla como parámetro.2. Graficar en un solo papel, la evolución del enfriamiento de cada barra (Temperatura vs.

Tiempo) usando distancia de la termocupla como parámetro.3. Tomar tres curvas análogas para cada barra (de las curvas anteriores) y preséntelas en un

solo papel, a fin de comparar y comentar las diferentes velocidades de calentamiento y enfriamiento).

4. Mostar el perfil de temperatura de cada barra (tanto en calentamiento como enfriamiento) en el estado estacionario. Mostrar en un mismo papel a fin de poder establecer comparaciones.

5. Calcular el coeficiente local de transferencia de calor (h) en ambas barras.6. Comparar los “h” experimentales con los “h” de los modelos teóricos. Comentar cual es el

modelo que mejor se ajusta.7. Estimar el calor disipado a través de las barras.8. Elaborar el gráfico de Temperatura en función del tiempo y la distancia. En un área en el

espacio. Se puede presentar en computadora.

Datos Técnicos:D: diámetro de las barras: 2,54 cmÁrea de las barras: 5,067 cm2

Perímetro: 7,9797 cm


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Prá ct ica 4 : Int er cam b iad or es de cal or .

Objetivo generalEvaluar el funcionamiento de los intercambiadores de calor de tubo y coraza.

Objetivos específicos1. Analizar de forma cuantitativa y cualitativa la influencia del flujo másico del fluido frío

en la transferencia de calor, en el factor de suciedad y en la eficiencia.2. Estudiar el efecto provocado por el número de deflectores en los coeficientes

convectivos de transferencia de calor (hi, hio, ho), y en la eficiencia.

Materiales y Equipos Cronómetro, cilindro graduad, jarra graduada, llave 9/16”. Termómetro Digital. Se usará un equipo de intercambiadores del LOU. El dispositivo cuenta con termocuplas para

medir la temperatura en puntos estratégicos del sistema. El estudiante debe contar con una tabla prediseñada para la recolección de los datos.

Procedimiento experimental

A) Influencia de los cambios del flujo volumétrico por la coraza.1. Verificar que la presión de vapor de alimentación al sistema (procedente de la caldera) se

encuentre al menos a 40 psi. Se debe cuidar este valor y reportar a los técnicos cualquier cambio anómalo del mismo, tomando nota al respecto.

2. Revisar que sólo estén abiertas las válvulas para el intercambiador 1.3. Con la ayuda del preparador, fijar el flujo de agua que circula por los tubos y registrar

las muestras de volumen y tiempo para determinar el caudal. Esta será el agua que entra caliente y deberá permanecer invariable a lo largo de toda la experiencia.

4. Abrir la válvula de alimentación de agua a la coraza y registrar por triplicado las muestras de volumen y tiempo para determinar el caudal.

5. Fijar la temperatura del agua a la entrada de los tubos en 120 ºF (u otra temperatura asignada), por medio de la válvula de entrada de vapor al condensador. Esta deberá permanecer invariable a lo largo de la experiencia.

6. Tomar todas las temperaturas del intercambiador estudiado.7. Cerrar las válvulas tanto de los tubos como de la coraza del intercambiador 1 mientras que

simultáneamente se abren las del siguiente intercambiador (asignado por el preparador).8. Verificar la temperatura de entrada a los tubos (120 ºF) y registrar todas las temperaturas

del nuevo intercambiador estudiado.9. Repetir los pasos 7 y 8 para el tercer intercambiador (asignado por el preparador)10. Perturbar el flujo de agua por la coraza y repetir los pasos 6, 7 y 8 hasta completar una corrida y cuatro perturbaciones del fluido por la coraza. Recuerde en cada corrida tomar por triplicado los datos para la determinación del caudal.


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Cálculos y GráficosPara cada caudal obtenido en los tres intercambiadores seleccionados, calcular:

1. Calor absorbido por el fluido frío y calor desprendido por el fluido caliente.2. Coeficientes de transferencia de calor, interno, externo e interno, referidos al diámetro

externo.3. Estimar el coeficiente global de transferencia de calor limpio usando los modelos teóricos.4. Estimar el coeficiente global de transferencia de calor sucio.5. Estimar la eficiencia térmica.6. Calcular el factor de suciedad.7. Graficar To vs. mo, Q vs. mo, E vs. mo, Rd vs. mo, (con ND como parámetro), para los

intercambiadores asignados.

Datos Técnicos:LT: longitud de los tubos (ft)ND: número de deflectoresED: espesor de los deflectores (ft)DEt: diámetro externo de los tubos (ft)NT: número total de tubosDi: diámetro interno de los tubos (m)Do: diámetro externo de los tubos (m)B: espacio entre bafles (ft)C: claro (ft)Ato: área transversal de la coraza (m2)Numero de pasos por tubo: 4. por coraza: 4

Factor de corrección FT = se obtiene gráficamente interceptando R y P:

R=T ci−T co

T ho−T hiP=

T ho−T hi

T ci−Thi

Ecuaciones para la determinación del factor de transferencia de calor lado coraza con deflectores segmentados 25% en diferentes intervalos


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Factor de corrección de temperaturas para la media logarítmica

Características dimensionales de los equiposCondensador

Carcasa Diámetro interno 0,33 ftEspesor 0,0069 ft

Tubos

Número de tubos 10Número de pasos 4Diámetro exterior 0,0260 ftDiámetro interno 0,0199 ft

Longitud 3,00 ftIntercambiadores

Carcasa Diámetro interno 0,33 ftEspesor 0,0069 ft

Baffles Altura 0,286 ftEspesor 0,0033 ft

Tubos

Número de tubos 28Número de pasos 4Diámetro exterior 0,03125 ftDiámetro interno 0,0253 ft

Longitud 3,00 ftEspacio entre los tubos 0,205 ft

Características dimensionales de los equipos:


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Pra ct ica 5 . Pérd ida s d e ca rga en t ub er ía s y ac ceso ri os

Objetivo general

Evaluar el comportamiento del flujo de un fluido por diferentes tipos de accesorios en tuberías de sección circular cerradas.

Objetivos específicos1. Poner de manifiesto las pérdidas de carga y los caracteres de una corriente que circula por un

sistema hidráulico, en el que existen cambios de sección, de dirección y válvulas.

Materiales y Equipos Cronómetro Banco Hidráulico Armfield F1-10 Aparato para pérdidas de carga locales Armfield F1-22 El estudiante debe contar con tablas prediseñadas para la recolección de los datos.

Procedimiento experimental

1. Situar el Banco Hidráulico F1-10 en las cercanías del equipo de pérdidas de cargas locales2. Identificar en el equipo cada accesorio o singularidad: ensanchamiento, estrechamiento, codo

largo, codo corto, codo 90°, inglete y válvula.3. Colocar el tubo de entrada del aparato a la impulsión del Banco Hidráulico y empalmar el

conductor flexible para que pueda desaguar el tanque volumétrico.4. Abrir completamente la válvula de control del aparato, la válvula de compuerta y la válvula de

entrada de aire. 5. Poner en marcha la bomba y abrir lentamente la válvula de control de suministro del banco

Hidráulico para permitir que el agua circule por el interior del aparato evacuando todas las bolsas o burbujas de aire que existan.

6. Cerrar la válvula de aire una vez que se comprueba que todo el aire ha sido desalojado.7. Para efectuar las mediciones durante el ensayo de manera correcta, los niveles de los tubos

piezométricos deben quedar dentro de la escala. Estos se pueden ajustar a voluntad introduciendo lentamente aire si se desea bajarlos o liberando aire si se desea subirlos.

8. De forma escalonada, en sucesivas etapas, ajustar la válvula de control de salida en siete (7) grados de apertura e ir anotando las lecturas indicadas en los tubos piezométricos. Medir por triplicado el caudal correspondiente.

9. Para evaluar la válvula de compuerta, abrir al máximo la válvula de control de salida y abrir la válvula de compuerta. En sucesivas etapas, escalonadamente, cerrar dicha válvula tomando notas de las lecturas manométricas y determinar el caudal correspondiente a cada perturbación. Debe tener cuidado al acercarse al cierre total de la válvula.

10. Una vez efectuadas siete (7) medidas, repetir el proceso actuando sobre la válvula de compuerta en sentido contrario, hasta que en varias etapas, quede totalmente abierta.

Cálculos y Gráficos

1. Mostrar los datos obtenidos en forma de tablas.2. Determinar las pérdidas locales h.


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3. Determinar las constantes K en cada caso.4. Para cada accesorio, graficar K en función del caudal y discutir.5. Compare los valores de K de los diferentes accesorios6. Describa la relación de h con la velocidad.

Datos Técnicos:Diámetro de los tubos: 19,48 mmMedidor de presión diferencial: 0 a 3 barDiámetro de la expansión: 26,2 mmDiámetro de la contracción: 19,48 mm


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Pra ct ica 6 . C al ibr ació n de p es o m uerto y teo rem a d e Ber no ul li

Objetivo general

1. Utilizar la teoría de peso muerto para la calibración de manómetro tipo Bourdón.2. Comprobar la validez del teorema de Bernoulli,

Objetivos específicos1. Realizar la comprobación de las lecturas de un manómetro del tipo Bourdón utilizando un equipo patrón de pesas calibradas2. Investigar la validez del teorema de Bernoulli aplicado al movimiento de un fluido que circula por el interior de un conducto troncónico de sección circular.

Materiales y Equipos Cronómetro Banco Hidráulico Armfield F1-10 Aparato patrón de contrastación con sistema de calibrado de pesas Armfield F1-11 Aparato de presiones hidrostáticas Armfield F1-12 El estudiante debe contar con tablas prediseñadas para la recolección de los datos.

Procedimiento experimentalA) Contrastación de un manómetro1. Situar el Banco Hidráulico F1-10 en las cercanías del equipo de calibrado de pesas F1-11 y asegurarse que está en condiciones operativas.2. Conectar el tubo de alimentación que sale de la zona inferior del cilindro; a una de las dos tomas que tiene el manómetro que se va a contrastar.3. Acoplar una cantidad de tubo flexible a la salida del manómetro, hasta hacer descansar su extremo libre dentro del canal con el fin de evitar salpicaduras.4. Desmontar el pistón 5. Conectar a la boquilla de impulsión del Banco Hidráulico un conducto flexible provisto e conector de enchufe rápido, para así suministrar agua al equipo.6. Abrir las dos espitas del manómetro.7. Poner en marcha la bomba.8. Abrir lentamente la válvula de control del Banco Hidráulico permitiendo la admisión de agua al interior del cilindro.9. Cuando se haya eliminado el aire del sistema, cerrar la espita de salida del manómetro a contrastar e inmediatamente abrir la espita de salía al cilindro.10. Introducir el pistón en el cilindro y tomar nota de la presión registrada y del caudal saliente por la tubería de desagüe.11. Colocar una pesa de masa conocida y registrar la presión y el caudal.12. Repetir este procedimiento hasta completar cinco (5) mediciones.13. Cerrar la válvula de control del suministro del Banco Hidráulico y parar la bomba.


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B) Demostración del Teorema de Bernoulli1. Situar el Banco Hidráulico F1-10 en las cercanías del equipo de Bernoulli F1-15 y asegurarse

que está en condiciones operativas.2. Asegúrese que inicialmente la válvula del banco este cerrada.3. Ajustar, con cuidado la válvula de control de salida de tal manera que se pueda drenas todo el

líquido que entre, esto para proporcionar la combinación adecuada capaz de establecer en el interior de los tubos piezométricos la mayor diferencia de niveles que sea posible.

4. Arranque la bomba y abra lentamente la válvula del Banco Hidráulico F1-10.5. Cuidadosamente llene los piezómetros con agua y fíjese que no hallan burbujas de aire en los

mismos puede controlar el nivel de los piezómetros con la válvula de aire.6. Ajustar la válvula de alimentación de agua tomando en cuenta los niveles de los piezómetros

(si es necesario manipule la válvula de control de flujo)7. Ajuste la válvula de salida en un nivel determinado y mida el caudal y registre todos los

niveles de los piezómetros, excepto el N° 7.8. Desplazar la sonda (tubo Pitot), en operaciones sucesivas, a cada una de las secciones que han

de estudiarse y anotar las lecturas de la escala correspondientes, que indican la altura de carga total en las mismas.

9. Repetir todo el procedimiento (desde 7 hasta 8) variando el grado de apertura de las válvulas para obtener otros valores de caudal y presión hasta tener siete lecturas.

10. Cerrar la alimentación de entrada y parar la bomba.11. Desaguar el aparato12. Retirar la sonsa del interior del conducto.13. Aflojar las piezas extremas de acoplamiento del tubo de pruebas.14. Extraer el tubo y volver a montar en sentido contrario. Haga este paso con la presencia y/o

asistido por el preparador.15. Realizar todo el proceso (desde 7 hasta 8)

Cálculos y GráficosA) Contrastación de un manómetro1. Graficar el error absoluto en función de la presión real en el manómetro.2. Graficar el error relativo en función de la presión real del instructivo.3. Comentar acerca de la precisión del manómetro contrastado y de la confianza que merecen los valores de la presión calculados en el interior del cilindro.

B) Demostración del Teorema de Bernoulli1. Presentar tablas de resultados, reflejando en ellas, respectivamente, los valores de ensayos

correspondientes a las posiciones convergentes y divergentes del Venturi de prueba y establecidos, en cada caso para dos caudales diferentes.

2. En cada una de las dos disposiciones, convergente y divergente, y para cada situación establecida con los diferentes grados de apertura de las válvulas, determinar la velocidad del líquido y calcular la altura cinética en cada una de las secciones en que exista toma de presión estática.

3. Mostrar la concordancia de los valores de las alturas de carga obtenidas por cálculo teórico con las que indica el tubo Pitot. En caso de existir discrepancias, explique.

4. Discutir sobre la validez de la ecuación de Bernoulli para el sistema ensayado: a – en la posición divergente y b- en la posición convergente.

5. Comentar sobre el efecto de las burbujas de aire en los piezómetros


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Datos Técnicos:

Alcance de medición de los manómetros:

Cantidad de tubos manométricos:

Diámetro de la garganta:

Diámetro aguas arriba:

Conicidad del tramo aguas arriba:

Conicidad del tramo aguas abajo:

0 a 300mm

8

10 mm

25 mm

14°

21°

Bernoulli:

Peso muerto:

Manómetro:

Área del pistón:

Masa del pistón:

Masas auxiliares:

Tubo Bourdon. Rango: 0 a 200 KN/m2(KPa)

244.8 x 10-6 m2

0.5kg

0.5kg, 1kg y 2.5kg


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Prá ct ica 7 : Det erm ina ció n d e la vis cos idad .

Objetivo generalDeterminar la viscosidad de fluidos usando un viscosímetro rotacional y observar el comportamiento delos fluidos Newtonianos y No Newtonianos verificando la dependencia y relación a diferentes fuerzas.

Objetivos específicos

1. Manejar adecuadamente el viscosímetro para calibrarlo y para determinar la viscosidad de un líquido newtoniano a distintas temperaturas

2. Comprender los principios del funcionamiento de los viscosímetros rotatorios3. Elaborar un modelo de flujo para un viscosímetro rotatorio4. Manejar adecuadamente el viscosímetro de Brookfield para determinar la viscosidad aparente de un

líquido no-newtoniano5. Identificar el comportamiento reológico a régimen estacionario, del líquido elegido

Materiales y Equipos Cronómetro Viscosímetro Brookfiel Tres fluidos para evaluar asignados por el profesor y/o preparador ( Champú, enjuagues,

lavaplatos, baño de crema, espuma de afeitar, cremas u otros). Material para limpieza (detergente, pañitos, servilletas absorbentes. Etc.) El estudiante debe contar con tablas prediseñadas para la recolección de los datos.

Procedimiento experimentalA) Parte de visualización

1. Preparar la suspensión o mezcla asignada por el profesor y/o preparador (si aplica)2. Colocar los tres tipos de fluidos asignados en recipientes separados3. Aplicar fuerza en la misma magnitud aproximadamente a los diferentes fluidos repetidamente

con la intensión de hacer fluir a los mismos.4. Observar, anotar y describir lo observado.

B) Determinación de la Viscosidad

1. Armar el equipo, conectar: pie base, la barra metálica, el soporte con cremallera y el viscosímetro. (Preparador).

2. Seleccionar una aguja para utilizar. Esta debe conectarse sin moverse la pieza internas rotatorias del equipo. Para ello, se debe sostener evitando que gire el rotor ubicado en la parte inferior del equipo. Luego instalar la aguja. Las agujas a utilizar serán cilíndricas, numero 61 y 64.

3. Conectar el guardleg.4. Llevar el beaker limpio de 600 ml con el liquido a medir. 5. Sumergir la aguja en el líquido hasta el límite indicado en la aguja.6. Energizar el equipo presionando el interruptor en la parte posterior.7. Seleccionar la guja en el viscosímetro, colocar el selector en “sìndler” y girar la perilla hasta

ubicar el número correspondiente a la aguja instalada.


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8. Regresar el selector a su ubicación intermedia.9. Asignar el valor de rpm con el que se trabajará, colocar el selector en “speed” y girar la

perilla hasta el valor deseado. El rango va desde 0.3 100 rpm.10. Repetir el paso 8.11. Encender el motor.12. Esperar hasta que los valores indicados para viscosidad u torque se estabilicen (dejen de

parpadear).13. Reportar los valores de velocidad (rpm), viscosidad y torque indicado por el viscosímetro.14. Repetir a partir del paso 9 para nuevos valores de rpm, hasta que el numero de lecturas

efectivas (%torque€ [10.90]) sea al menos 7. Nota : En caso de que para un fluido determinado no se puedan obtener lecturas válidas, seleccione razonablemente otra aguja y pida al preparador que la instale.

15. Repetir desde 3 hasta tener información para los líquidos asignados.

Cálculos y GráficosA) Parte de Visualización1. Mostrar en dibujos o fotografías del comportamiento de los diferentes fluidos al someterlos a una

fuerza.2. Según lo observado en la experiencia y apoyándose en las gráficas teóricas del comportamiento

reológico de los fluidos, determine el tipo de fluido (Newtoniano, Binghan, Pseudoplastico, Dilatante, etc)

B) Determinación de Viscosidad1. Proponer un modelo para el viscosímetro usado, considerando un fluido no-newtoniano en general

(Es decir, para el torque como función de la velocidad angular). Ver el desarrollo de slattery, 1982 y/o ver capítulo 3 del BSL.

2. Para cada fluido evaluado, elaborar una grafica de “τ vs. γ" y otra “η vs γ”.3. Sobre la base de lo observado en las gráficas, determine a qué modelo reológico se ajusta cada

liquido (Plástico de Binghan, Ley de Potencia, Herschel, Newtoniano, etc.)4. Discutir sobre su semejanza con el comportamiento de principales tipos de fluidos no-newtonianos5. En la ecuación:

Determinar a qué distancia v del cilindro interno se determina la viscosidad.


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3. Bibliografía

1. B. Bird. “Fenómenos de Transporte”. Editorial Reverté S. A., Barcelona. España(1975).

2. E. Crosby. “Experimentos sobre fenomenos de transporte en las operaciones unitarias de la Industría Química”. Editorial Hispano Americana S. A., Buenos Aires, Argentinas (1968).

3. D., Eckman “Industrial Instrumentation”, Jonh Wiley & Sons, Inc. DécimaEdición. Nueva York (1964).

4. J. Ferrero, “Manual de Bombas Centrífugas”. Editorial Alhandra, S.A. . PrimeraEdición. Madrid (1964)

5. A. Foust, “Principios de Operaciones Unitaris”. Editorial Alhandra, S.A. . PrimeraEdición. Madrid (1964)

6. Manual de Laboratorio de Fenómenos de Transporte de la Universidad deOriente-Anzoateguí.

7. G. Geankopolis, “Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias”, CompañíaEditorial Continental., S. A. Tercera edición. México (1998)

8. Mc. Cabe & J. Smith. “Operaciones básicas de la Ingeniería Química”. EditorialReverté, S. A. México. (1973)

9. V. L. Streeter, E. B. Wyle y K. W. Bedford. “Mecánica de Fluidos”, EditorialMcGraw Hill. Novena Edición. USA (1999)

10. R. L. Mott “Mecánica de Fluidos Aplicada”, Editorial Prentice-Hall. CuartaEdición. (1994)

11. H. W. KING, “Manual de Hidráulica “, Editorial Hispanoamericana, México(1990)

12. D. Kern. “Procesos de Transferencia de Calor”. Editorial Harla. México (1981)13. J. Colman “Transferencia de Calor”. Compañía Editorial Continental, S. A. Sexta

Edición. México (1995)14. B. Karlekar, “Transferencia de calor”, Editorial Mc Graw-Hill. Segunda Edición

México (1995).15. Mc. Cabe & J. Smith. “Operaciones básicas de la Ingeniería Química”. Editorial

Reverté, S. A. México. (1973)16. I. Shames, "Mecánica de Fluidos", Mc Graw Hill, Colombia (1995).17. M. Potter, y D. Wiggert, “Mecánica de Fluidos”, Prentice Hall, México (1997).18. R W. Fox, y A. T. Mc Donald, "Introducción a la Mecánica de los Fluidos",

Interamericana, 4ta edición, México (1978).19. Mott, R. L., "Mecánica de Fluidos Aplicada", Prentice-Hall Hispanoamericana, S.

A., 4ta edición, México (1994).


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ANEXOS


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Figura Nº1. Esquema del equipo banco hidráulico (Armfield F1-10).


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1- Depósito de tinta 6- Tobera2- Válvula de inyección de colorante 7- Tubo de salida del rebosadero3- Tornillo 8- Válvula de control4- Nivel de rebosadero. 9- Tubería de alimentación5- Inyector 10- Tubería de visualización

Figura Nº2. Esquema del equipo de Reynolds Armfield F1-20 (experimento de la tinta)

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A- RotámetroB- Vertedero CilíndricoC- Tablero de manómetroD- Depósito de aguaE- Vertedero rectangularF- Tubo VenturiG- Orificio conocidoH- Orificio desconocidoI- Bomba

Figura Nº3. Equipo utilizado para la calibración de medidores de flujo.


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1- Entrada2- Codo largo3- Ensanchamiento4- Estrechamiento5- Codo corto6- Codo de 90º7- Válvula de aire8- Manómetro9- Válvula de compuerta10- Codo de inglete11- Piezómetros de agua12- Válvula de control de flujo

Figura Nº4. Equipo de pérdidas de carga locales (Armfield F1-22).


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Figura Nº5. Equipo de calibración de peso muerto (Armfield F1-11).


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Figura Nº6. Equipo del teorema de Bernoulli (Armfield F1-15).

Figura Nº7. Tubo Venturi en el equipo del teorema de Bernoulli (Armfield F1-15).

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Manual de Lab de Fenomenos ACTUALIZADO

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