Actividad 8 - Lab Mec de Fluidos - Gera Torres (6)

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
 FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS
ACTIVIDAD 8 – DEMOSTRACIÓN DEL TEOREMA DE BERNOULLI
 DÍA: MARTES HORA: V5 
FECHA:
 SAN NICOLÁS DE LOS GARZA, N.L. A 29 DE OCTUBRE DE 2022
INTRODUCCIÓN
No cabe duda que con el paso del tiempo se han ido implementando diferentes mejoras en distintos sectores para hacer de algún trabajo o tarea algo más sencilla de realizar, y en el campo de la ciencia esto no ha sido la excepción. Los aparatos y las herramientas que se utilizan para medir ciertas características de alguna propiedad en específico han ido cambiando, ya sea implementándoles algún aditamento práctico o incluso fabricar alguno completamente nuevo, conservando quizás alguna característica que ya tenía pero con ciertas mejoras, y todo esto con la mera intención de ir avanzando haciendo uso de las nuevas tecnologías con el fin de simplificar las cosas.
Al hablar sobre el teorema tratado en esta práctica se suele decir que cuando la velocidad de un fluido en cualquier punto dado permanece constante en el transcurso del tiempo, se dice que el movimiento del fluido es uniforme.
En cualquier otro punto puede pasar una partícula con una velocidad diferente, pero toda partícula que pase por este segundo punto se comporta allí de la misma manera que se comportaba la primera partícula cuando pasó por ese punto. Estas condiciones se pueden conseguir cuando la velocidad del flujo es reducida. Por otro lado, en un flujo de régimen variable, las velocidades son función del tiempo. En el caso de un flujo turbulento, las velocidades varían desordenadamente tanto de un punto a otro como de un momento a otro.
Dicho esto ya solo restaría dar comienzo a investigar más sobre el tema con la finalidad de aprender nuevos conocimientos y reforzar ciertas ideas que ya se tienen, ya sea para uso con fines educativos o prácticos en la vida laboral.
MARCO TEÓRICO
El Teorema de Bernoulli es un principio físico que implica la disminución de la presión de un fluido (líquido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad. Fue formulado en 1738 por el matemático y físico suizo Daniel Bernoulli. El teorema afirma que la energía total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo. Puede demostrarse que, como consecuencia de ello, el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminución de su presión.
El principio de Bernoulli establece lo siguiente:
Dentro de un flujo horizontal de fluido, los puntos de mayor velocidad del fluido tendrán menor presión que los de menor velocidad.
No tienen que ser horizontal, pero el cambio en la altura del fluido mientras fluye no puede ser muy drástico. De otro modo, los cambios en la energía potencial debida a la fuerza de gravedad se tornarán importantes, y pueden hacer que el principio de Bernoulli se vuelva incorrecto.
El principio de Bernoulli se puede hacer más general si se toma en cuenta la energía potencial debida a la gravedad. El resultado de esto se llama la ecuación de Bernoulli.
Así que dentro de una tubería horizontal de agua que cambia de diámetro, las regiones donde el agua se mueve más rápido se encontrarán a menor presión que las regiones donde se mueve más lento. Esto a muchas personas les parece contrario a la intuición, ya que asocian una gran velocidad con presiones altas.
Considerando el diagrama a continuación, que muestra agua que fluye sobre las líneas de flujo, de izquierda a derecha. A medida que el volumen de agua señalado entra en la región constreñida, aumenta su velocidad. La fuerza de la presión P1 en el lado izquierdo del agua sombreada empuja hacia la derecha y hace un trabajo positivo, ya que empuja en la misma dirección que el movimiento del fluido sombreado. La fuerza de la presión P2 en el lado derecho del fluido sombreado empuja hacia la izquierda y hace un trabajo negativo, ya que empuja en la dirección opuesta del movimiento del fluido sombreado.
Sabemos que el agua debe acelerar (debido a la ecuación de continuidad), por lo que una cantidad neta positiva de trabajo se realiza sobre ella. Así, la cantidad de trabajo que realiza la fuerza debida a la presión en el lado izquierdo debe ser más grande que la cantidad de trabajo que realiza la fuerza debida a la presión en el lado derecho. Esto significa que la presión en el lado ancho y lento P1 tiene que ser mayor que la presión en el lado angosto y rápido P2
Esta relación inversa entre la presión y la velocidad en un punto en un fluido se llama el principio de Bernoulli.
DIVERSAS APLICACIONES DEL TEOREMA DE BERNOULLI
El teorema se aplica al flujo sobre superficies, como las alas de un avión o las hélices de un barco. Las alas están diseñadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior, por lo que la presión sobre esta última es mayor que sobre la superior. Esta diferencia de presión proporciona la fuerza de sustentación que mantiene al avión en vuelo. Una hélice también es un plano aerodinámico, es decir, tiene forma de ala. En este caso, la diferencia de presión que se produce al girar la hélice proporciona el empuje que impulsa al barco. El teorema de Bernoulli también se emplea en las toberas, donde se acelera el flujo reduciendo el diámetro del tubo, con la consiguiente caída de presión. Asimismo se aplica en los caudalímetros de orificio, también llamados venturi, que miden la diferencia de presión entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diámetro, con lo que se determina la velocidad de flujo y, por tanto, el caudal.
Otra aplicación de este Teorema es el Teorema de Torricelli que estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través de un pequeño orificio, bajo la acción de la gravedad. A partir del teorema de Torricelli se puede calcular el caudal de salida de un líquido por un orificio. Este dice: "La velocidad de un líquido en una vasija abierta, por un orificio, es la que tendría un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en el vacío desde el nivel del líquido hasta el centro de gravedad del orificio"
CHIMENEAS
Las chimeneas son altas para aprovechar que la velocidad del viento es más constante y elevada a mayores alturas. Cuanto más rápidamente sopla el viento sobre la boca de una chimenea, más baja es la presión y mayor es la diferencia de presión entre la base y la boca de la chimenea, en consecuencia, los gases de combustión se extraen mejor.
PULVERIZADORES DE INSECTICIDAS
Este tipo de pulverizador funciona basado en el comportamiento de los fluidos en movimiento, puede demostrarse que, como consecuencia en la disminución de su presión, aumenta la velocidad del fluido.
TUBERÍAS
La ecuación de Bernoulli también nos dice que si reducimos el área transversal de una tubería para que aumente la velocidad del fluido, se reducirá la presión y viceversa.
TUBO DE VENTURI
Estos tubos sirven para medir la diferencia de presión entre el fluido que pasa a baja velocidad por una entrada amplia comparada con el fluido que pasa por un orificio de menor diámetro a alta velocidad.
NATACIÓN
La aplicación dentro de este deporte se ve reflejada directamente cuando las manos del nadador cortan el agua generando una menor presión y mayor propulsión.
CARBURADOR DE AUTOMÓVIL
En un carburador de automóvil, la presión del aire que pasa a través del cuerpo del carburador, disminuye cuando pasa por un estrangulamiento. Al disminuir la presión, la gasolina fluye, se vaporiza y se mezcla con la corriente de aire.
AVIONES
El efecto Bernoulli es también en parte el origen de la sustentación de los aviones; Las alas de los aviones son diseñadas para que haya más flujo de aire por arriba, de este modo la velocidad del aire es mayor y la presión menor arriba del ala; al ser mayor la presión abajo del ala, se genera una fuerza neta hacia arriba llamadasustentación, la cual permite que un avión se mantenga en el aire.
FLUJO DE FLUIDO DESDE UN TANQUE
La tasa de flujo de un orificio de salida en un tanque está dada por la ecuación de Bernoulli, ya que el área del tanque es bastante grande comparada con la del orificio, por lo tanto la velocidad de flujo a través de este es bastante elevada.
TOMA DE DATOS Y OPERACIONES
	P/ϫ = h
m
	V2/2g
m
	V
m3
	t
s
	Q
m3/s
	H
m
	A
m2
	0.017
	0.32
	0.5x10-3
	6.5
	7.69-05
	0.40
	1.80-04
	0.014
	0.30
	0.5x10-3
	6.5
	7.69-05
	0.40
	1.80-04
	0.013
	0.28
	0.5x10-3
	6.5
	7.69-05
	0.40
	1.80-04
	0.009
	0.24
	0.5x10-3
	6.5
	7.69-05
	0.40
	1.80-04
	0.007
	0.17
	0.5x10-3
	6.5
	7.69-05
	0.40
	1.80-04
 
 
 
CONCLUSIÓN
Sin lugar a dudas, tener el debido conocimiento sobre cómo actúan y cómo reaccionan los diferentes tipos de presiones tanto en la vida diaria como en la industria tiene su importancia ya que podría significar la diferencia entre el éxito o el fracaso en alguna tarea o trabajo de los distintos sectores.
Por lo cual aparte de que algunas empresas dan la debida capacitación a sus empleados sobre la utilización de sus diversos instrumentos o maquinaria, también tiene su debida relevancia inspeccionar y revisar todo antes y después de realizar la tarea requerida, con el fin de detectar la posible falta de algún material o aditamento del mismo instrumento y evitar errores en las mediciones o hasta posibles riesgos dependiendo del equipo utilizado.
Es esencial realizar un efectivo control del mantenimiento. Como con cada tipo de instrumentos, se deben tener reglas estandarizadas que regulen la compra, capacitación del personal, almacenaje, mantenimiento e inspección periódica.
FUENTES DE INFORMACIÓN
· https://hrcultura.wordpress.com/segundo-corte/hidrodinamica/daniel-bernoulli/principio-de-bernoulli/
· https://es.khanacademy.org/science/physics/fluids/fluid-dynamics/a/what-is-bernoullis-equation