FENOMENOS_LABORATORIO

Vista previa del material en texto

LABORATORIO N° 1
Determinación de Propiedades de los Fluidos.
Objetivos
Determinar en forma experimental distintas propiedades de los liquidos, como la densidad, peso específico, gravedad específica, fuerza de capilaridad.
Concepto.
 Un fluido es una sustancia que puede fluir, una sustancia que se deforma continuamente cuando se le somete a un esfuerzo cortante, sin importar lo pequeño que sea dicho esfuerzo. Así, un fluido es incapaz de resistir fuerzas o esfuerzos de cizalla sin desplazarse, mientras que un sólido sí puede hacerlo.
 PROPIEDADES DE UN FLUIDO
 - Densidad: Para un fluido homogéneo se define como la masa por unidad de volumen y depende de factores tales como su temperatura y la presión a la que está sometido. Sus unidades en el SI son: kg/m3. Los líquidos son ligeramente compresibles y su densidad varía poco con la temperatura o la presión.
 - Compresibilidad: En la mayoría de los casos, un líquido se podría considerar incompresible, pero cuando la presión cambia bruscamente, la compresibilidad se hace evidente e importante. 
- Viscosidad: es una medida de la resistencia del fluido al corte cuando el fluido está en movimiento. Se le puede ver como una constante de proporcionalidad entre el esfuerzo de corte y el gradiente de velocidad. Sus unidades en el SI son: kg s/ m3. La viscosidad de un líquido decrece con el aumento de temperatura, pero en los gases crece con el aumento de temperatura. Esta diferencia es debido a las fuerzas de cohesión entre moléculas.
 - Tensión superficial: Una molécula dentro del líquido es atraída en todas direcciones por otras moléculas mediante fuerzas cohesivas. Cuando un líquido está en contacto con algún otro medio (aire, otro líquido, un sólido) se forma una superficie de contacto entre el líquido y el otro medio. Una de las consecuencias de la tensión superficial es la capilaridad.
- Peso específico.- se da por el peso (dada por su masa y la gravedad) por unidad de volumen. También está relacionada directamente con la densidad y la gravedad.
- Densidad relativa o gravedad especifica.-es una forma mas de cuantificar la densidad o el peso específico. No tiene unidades de medida.
- Gravedad especifica.- su medición se realiza a temperaturas de 16 °C.
 Para líquidos más pesados que el agua es:
 Para líquidos más ligeros que el agua es:
Procedimiento del método de la probeta:
1. Pesar la probeta con la balanza de precisión para determinar su peso.
2. Agregar un volumen de agua de aproximadamente 1/3 de la capacidad de la probeta.
3. Medir el volumen vertido con la graduación de la probeta.
4. Pesar la probeta con el liquido para determinar su peso bruto.
5. Determinar el peso neto del liquido. Restando la tara del peso bruto.
6. Con el peso neto y volumen determinar el peso especifico.
7. Agregar otro volumen el liquido y repetir los pasos 3 y 8
8. Realizar lo mismo con los otros liquidos.
9. Consignar los valores en la tabla.
Parte experimental.
Con el hidrómetro se midió la gravedad específica de los fluidos como: CuSO4, NaCl, petróleo, agua.
Dando como resultados:
PETROLEO
Gravedad específica: 0.85
Grados baume: 35
SAL
Gravedad específica: 1.14
Grados baume: 16
METODO DE LA PROBETA O PICNOMETRO
AGUA
Peso del picnómetro: 8.8706
Peso del picnómetro + agua: 19.2451
Peso de agua: 10.3745
El volumen del agua es 10 ml; por tanto la gravedad específica es : 1.03745
SULFATO DE COBRE
Peso del picnómetro + sulfato de cobre: 21.2814
Peso de sulfato de cobre: 12.4108
El volumen del agua es 10 ml; por tanto la gravedad específica es : 1.2411
PETROLEO
Peso del picnómetro + petróleo: 17.8048
Peso de petróleo: 8.9344
El volumen del agua es 10 ml; por tanto la gravedad específica es : 0.8934
SAL
Peso del picnómetro + sal: 20.1666
Peso de la sal: 11.296
El volumen del agua es 10 ml; por tanto la gravedad específica es : 1.1296
Calculando la densidad del mineral
Peso del mineral es de 50 gr. Volumen de la probeta: 140ml 
Volumen final: 158 ml 	 Volumen del mineral: 18 ml
Por tanto la gravedad especifica es 2.7778 gr/cm3
	fluido
	W bruto
	volumen
	W neto
	Wneto/volumen
	Peso especifico
	CuSO4
	21.2814
	10
	12.41
	1.24
	
	NaCl
	20.1746
	10
	11.30
	1.13
	
	Petróleo
	17.8048
	10
	8.93
	0.89
	
	Agua
	19.2451
	10
	10.37
	1.037
	
LABORATORIO N° 2
Densidad de pulpa.
Se define como la razón entre el peso o flujo másico de una pulpa y su peso o
flujo volumétrico.
La densidad de pulpa es probablemente el parámetro que se controla más frecuentemente en una planta, por lo sencillo que resulta determinarla al utilizar
una Balanza Marcy. También en este caso se puede establecer rangos en los que
se obtiene los mejores resultados según sea la operación metalúrgica.
Parte experimental.
Encontrar la Ge de un mineral.
· Peso= 50 gr
· Vol inicial(agua)= 140 ml
· Vol final(relave + agua)=158
· Vol (relave)= 18 ml.
Viscosímetro de caída de bola.
Los viscosímetros de bola pueden ser de caída y de rodamiento; en el primer caso la caída es vertical, en el segundo una esfera rueda por la pared de un cilindro inclinado que contiene el fluido. En estos equipos se mide la velocidad de desplazamiento de una esfera a través de un medio viscoso. Para fluidos newtonianos, el arrastre viscoso de una esfera con un radio conocido es dado por la ley de Stokes.
Parte experimental.
Peso de la bola= 5.4207 gr
Se deja caer la bola en una probeta con agua y se calcula su volumen siendo de 2 ml.
Caída de bola en NaCl.
· H= 43 cm caída de bola
· t= 0.7 seg(fue el tiempo de caída de bola)
Caída de bola en glicerina.
· Peos especifico(glicerina)= 1.25 gr/cm3 
· H= 29 cm
· t= 3.15 seg
Viscosímetro saybolt.
Los viscosímetros de tubo capilar son los equipos más simples y económicos que se utilizan para medir la viscosidad, generalmente son construidos de vidrio, existen varios diseños; pero todos se basan en la configuración simple utilizada por Wilhelm Ostwald.
Un manómetro de tipo pozo es similar al manómetro de tubo en U, pero tiene algunas diferencias importantes. En el extremo cerrado del manómetro hay un gran pozo del que el líquido sube y baja de acuerdo con la presión. Esta configuración es favorable ya que no requiere que el observador haga un cálculo mirando a ambos lados del tubo, como es necesario hacer en un manómetro de tubo en U. Esto lo hace mucho más sencillo de usar.
Manómetro de tubo en U
Los manómetros de tubo en U, como su nombre lo indica, se forman con un tubo que tiene la forma de una U. Este tipo de manómetro es muy común. Son muy fáciles de operar y no requieren ajustar ningún engrane, palanca u otras piezas. El manómetro consiste de un tubo en forma de U cerrado en un extremo y un líquido. El extremo cerrado del tubo tiene un vacío, mientras que el extremo abierto se fija al artículo cuya presión debe medirse. Este tipo de manómetro es considerado el estándar principal por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología.
LABORATORIO N° 3
Visualización de flujo laminar y turbulento.
Flujo Laminar y Flujo Turbulento.
Los flujos en los que la viscosidad de un fluido no es despreciable pueden ser de dos tipos, laminares o turbulentos. La diferencia básica entre los dos tipo de flujo fue drásticamente demostrada en 1883 por Osborne Reynolds (1842–1912), por medio de un experimento en que se inyectó un delgado chorro de tinta en medio del flujo de agua a través de un tubo transparente.
Para tasas de flujo bajas, se observó que el flujo del chorro de tinta seguía un camino recto y definido, lo que indicaba que el fluido se había trasladado en capas paralelas (láminas), sin movimientos de mezcla macroscópica entre las capas. Este tipo de comportamiento se llama flujo laminar.
Al incrementarse el caudal más allá de un cierto valor crítico el chorro de tinta se observó que la misma se dividía conformando un movimiento irregular y extendido por toda la sección transversal del tubo, lo que indicaba la presencia en el fluido de movimientos macroscópicos de mezcla perpendicular a la dirección del flujo.
Cuba deReinold.
Para definir el tipo de flujo en forma cuantitativa ,se debe tener presente el número de reynolds. 
El análisis de tales flujos es importante en los muchos casos en que el fluido se debe transportar de un lugar a otro. Por ejemplo, para determinar las necesidades del bombeo en un sistema de abastecimiento de agua, deben calcularse las caídas de presión ocasionadas por el rozamiento en las tuberías.
Parte experimental
régimen laminar. 
Se nota un ilo de la tinta que esta saliendo, debido al flujo débil.
t= 2 min.
Vol= 350 cc
Vel= 1.75 cc/min
Q=2.92 cc/seg
Régimen transitorio.
t= 1 min
vol= 1.28 lt.
Q= 1280/60=21.33 cc/seg
Régimen turbulento.
t=1 min
vol= 2050 cc
Q=2050/60=34.17 cc/seg
	
	Q(m3/seg)
	N° reynold
	Tipo de flujo
	f
	1
	2.92*10-6 
	2.9*106 
	laminar
	2.2*10-5 
	2
	21.33*10-6 
	3.5*105 
	Transitorio
	
	3
	34.17*10-6 
	5.6*105 
	Turbulento
	0.01155
LABORATORIO N° 4
Radio hidráulico y continuidad de flujos.
Parte experimental.
L=8.5 m tp= 6.19 seg.
Cálculos.
Are transversal=((38+30)/2)* 12.5=425 cm2 Dh=18.08 cm Perímetro= 94 cm
Rh=425/ 94=4.52cm
Vel=8.5/6.19=1.37 m/seg
Re=(0.0113*1.37*999)/1.007=2.4*108