Lab termodinamica

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Termodinámica

Departamento ingeniería mecánica

TITULO DE LA EXPERIENCIA

________________________________________________________________________________________________________

EXPERIENCIA N° ____E93____Grupo N°____3 __Fecha de la Exp__13 de mayo_________ Fecha de Entrega _20 de mayo________

NOMBRE ASIGNATURA______________TERMODINAMICA___________________________________CODIGO_15062_____

CARRERA_____ING EJECUCION MECANICA_____________Modalidad (Diurna o Vespertina)_________DIURNO___________

NOMBRE DEL ALUMNO_________PARRA___________GUTIERREZ____________LEANDRO NICOLAS____

Apellido Paterno Apellido Materno Nombre

________________________ Firma del alumno

Fecha de Recepción

Nota de Interrogación ________________ Nombre del Profesor ________________________________________

Nota de Participación ________________

Nota de Informe ____________________

_________________________________

Nota Final __________________ ______ ________________ Firma del Profesor

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Termodinámica


SE RECOMIENDA AL ESTUDIANTE MEJORAR EN SU INFORME LA MATERIA MARCADA CON UNA X

________ Presentación ________Cálculos, resultados, gráficos

________ Características Técnicas ________Discusión, conclusiones

________ Descripción del Método seguido _______ Apéndice

OBSERVACIONES

Índice

ContenidoRESUMEN DEL CONTENIDO DEL INFORME...................................................................................3

OBJETIVO......................................................................................................................................3

CARACTERISTICAS TECNICAS DE LOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS EMPLEADOS..........................3

DESCRIPCION DE METODO A SEGUIR...........................................................................................5

PRESENTACION DE LOS RESULTADOS..........................................................................................6

DISCUSION DE LOS RESULTADOS, CONCLUSION Y OBESERVACIONES PERSONALES....................6

APENDICE Teoria del experime.....................................................................................7

Desarrollo de cálculos..............................................................................................................9

Bibliografía.............................................................................................................................11

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Termodinámica


RESUMEN DEL CONTENIDO DEL INFORME

En el presente informe se encuentra un análisis de la presión atmosférica o aparente, tomando en cuenta las condiciones en las que nos encontramos en el momento de hacer las mediciones. Los dato a tomar se realizaran en el dime, que se encuentra en la ciudad de Santiago, por lo que los datos que tomaremos tendrán que ser sometidos a una corrección por latitud, temperatura y altitud, además de tomar en cuenta el error instrumental del barómetro a utilizar.

OBJETIVO Capacitar al alumno para que reconozca, identifique y utilice los diferentes principios y tecnologías existentes en las mediciones de presión y flujo.

Corrección de la presión atmosférica suponiendo de que nos encontramos a condiciones normales.(corrección de la presión atmosférica).

Aprender a utilizar un barómetro con termómetro y un anemómetro de 7 aspas, con ello sacar el flujo másico.

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CARACTERISTICAS TECNICAS DE LOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS EMPLEADOSBarómetro de mercurio de Torreccelli: El barómetro es el instrumento que se emplea para medir la presión atmosférica y asimismo para poder realizar predicciones sobre el clima. Cabe destacarse que las zonas que experimentan altas presiones se caracterizan por casi no presentar lluvias, mientras que por el contrario, las bajas presiones son claras anunciadoras de fuertes tormentas que hasta pueden incluir fortísimos vientos.

Anemómetro Kestrel 1000:Especificaciones eléctricas (23 ± 5°C).

Unidad Rango Resolución Rango de error

m/s 0.4 – 30 m/s 1 m/s

Km/h 1.4 – 108 Km/h 0.1 Km/h ± (2% + 1d)

f./min 80 – 5910 f./min 10 f./min ≤ 25 m/s

Knots 0.8 – 58.3 Knots. 0.1 Knots

Unidad de distribución de aire:

Motor de 1500 rpm unida a un canal de sección transversal cuadrada.

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DESCRIPCION DE METODO A SEGUIR Etapas:

I. Nos encontraremos en el departamento de mecánica donde se encuentra el barómetro de mercurio de Torrecelli, el cual tiene incluido un termómetro con el mediremos la presión y la temperatura que se encuentra en el dimec. Luego por medio de tablas de corrección llevamos la presión atmosférica obtenida a una presión suponiendo que nos encontramos a condiciones normales. Esto quiere decir: 0 ºC, 45 º latitud y a nivel del mar.

II. Utilizando la unidad de distribución de aire que se encuentra en el laboratorio de climatización, tomaremos solo una

Área transversal por la que pasa el flujo de aire

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medida con el anemómetro kestrel 1000, para ello vamos a colocaremos el anemómetro y contaremos mentalmente hasta tres para luego ver el visor del aparato y quedándonos con esa medición, ya que , como el flujo es turbulento esta cambia constantemente, por lo que solo nos quedaremos con esta medición.

PRESENTACION DE LOS RESULTADOS.Primera etapa

Datos de presión y temperatura:

722.6 mmHg.20ᵒC.

Presión corregida Presión leída corrección [tᵒ]

corrección [latitud]

corrección[ altitud]

Error instrumental

719,4166 722,6 2,3504 0,733 0,1 ±0,06719,4166±0,06

Los datos de la tabla se encuentran en mmHg.

Midiendo la velocidad del flujo en pies/min o FPM

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Segunda etapa

Datos de velocidad de flujo:

2055[pie/min].

DISCUSION DE LOS RESULTADOS, CONCLUSION Y OBESERVACIONES PERSONALES.Con respecto a la presión atmosférica y sus correcciones, se puede observar que el factor de corrección que más actúa en la presión leída es la temperatura con una corrección de 2.3504mmHg, seguido por la corrección por latitud de 0.733mmHg y finalmente la de altura que es de 0.1mm, lo que significa que el factor que más puede hacer variar nuestra medición de la temperatura.

Por otro lado presión afecta directamente al ser humano y las maquinarias, por ejemplo una persona que se encuentra a una altura considerable, se empieza a apunar, ya que disminuye la presión por lo que los pulmones aspiran menos oxígeno, por lo cual las persona que trabajan o viajan lugares de altura considerable deben ser sometidos a exámenes para ver si son aptos para el lugar, al igual que las maquinas por ejemplo un hervido en altura no cumpliría su función ya que el agua hierbera a menor temperatura provocando que el termostato se active y se queme. Por lo que si se hace una máquina que se encontrara a altura considerable se debe de tener en cuenta la presión atmosférica o aparente para ver si va a cumplir con la funcionalidad con la que se creó. Para no cometer errores se debe tener en cuenta el lugar la temperatura y presión a la que se va ver afectada la maquinaria.

Con respecto a la presión dinámica del aire, se pudo observar que la velocidad del flujo varia, por lo que se deberían tomar más mediciones para calcular un promedio con su desviación estándar para poder observar cómo se comporta la velocidad, ya que el flujo medido tiene un carácter turbulento, y como velocidad varia también variara el caudal y con ello el flujo másico del aire.

V[fpm] Pd[pul.c.a] Pd[mm] caudal[m³/Hrs] caudal[m³/min] ṁ[Kg/min]2055 0,26328045 6,68732343 3006,5472 50,10912 64,79109216

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Una de la partes en donde se utiliza la presión dinámica que en la generación de energía eólica, donde el flujo de aire hace girar unas alabes con el fin de generar energía eléctrica utilizando la presión dinámica sobre los alabes.

APENDICE Teoria del experimento Presión: Esfuerzo normal sobre la unidad de superficie.

Presión Atmosférica

El hecho de estar rodeados por una masa gaseosa (aire), y al tener este aire un peso actuando sobre la tierra, quiere decir que estamos sometidos a una presión (atmosférica), la presión ejercida por la atmósfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barómetro (presión barométrica). Al nivel del mar o a las alturas próximas a este, el valor de la presión es cercano a 14.7 lb/plg2 (760 mmHg), disminuyendo estos valores con la altitud. Para medir la presión atmosférica necesitamos de un instrumento llamado barómetro de mercurio de Torrecelli. La forma más fácil de medir la presión atmosférica es observar la altura de una columna de líquido cuyo peso compense exactamente el peso de la atmósfera. Un barómetro de agua sería demasiado alto para resultar cómodo. El mercurio, sin embargo, es 13,6 veces más denso que el agua, y la columna de mercurio sostenida por la presión atmosférica normal tiene una altura de sólo 760 milímetros. Un barómetro de mercurio ordinario está formado por un tubo de vidrio de unos 850 mm de altura, cerrado por el extremo superior y abierto por el inferior. Cuando el tubo se llena de mercurio y se coloca el extremo abierto en un recipiente lleno del mismo líquido, el nivel del tubo cae hasta una altura de unos 760 mm por encima del nivel del recipiente y deja un vacío casi perfecto en la parte superior del tubo. Las variaciones de la presión atmosférica hacen que el líquido del tubo suba o baje ligeramente; al nivel del mar no suele caer por debajo de los 737 mm ni subir más de 775 mm. Cuando

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el nivel de mercurio se lee con una escala graduada denominada nonius y se efectúan las correcciones oportunas según la altitud y la latitud (debido al cambio de la gravedad efectiva), la temperatura (debido a la dilatación o contracción del mercurio) y el diámetro del tubo (por los efectos de capilaridad), la lectura de un barómetro de mercurio puede tener una precisión de hasta 0,1 milímetros.

Presión dinámica

Cuando los fluidos se mueven en un conducto, la inercia del movimiento produce un incremento adicional de la presión estática al chocar sobre un área perpendicular al movimiento, así por ejemplo, cuando usted tiene una sombrilla abierta interceptando el viento, tendrá que sostener la fuerza de empuje producida por el choque del aire con la sombrilla. Esta fuerza se produce por la acción de la presión conocida como dinámica. La presión dinámica depende de la velocidad y la densidad del fluido.

Desarrollo de cálculos

Primera etapaPara hacer las correcciones se tuvo que interpolar algunas tablas, que se mostraran a continuación, los datos con color rojo son los utilizados para la corrección, la interpolación se realizó con un programa en la calculadora llamado interpol.Temperatura=20ᵒC.Latitud=500mLatitud=30ᵒInterpolación por temperatura

mmHg/°C 720 722,6 73020°C 2,34 2,3504 2,38

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Interpolación por latitud

Latitud/mmHg 720 722,6 74030° 0,9 0,913 133° 0,72 0,73335° 0,6 0,613 0,7

Interpolación por altitud

altitud/mmHg 700 722,6 800500 0,1 0,1 0,1

P corregida=P Leída ± Ct + CL + Ch + E.I719.417 ± 0.06 = 722.6 - 2.3504 - 0.733 - 0.1 ± 0.06.

Segunda etapa

La velocidad leida fue de 2055 [pie/min]

Pd= 20552

40052

¿=0.26328 pul . c . a¿

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Recordando 1 pulgada = 25 mm

6.68732mm.c .a=0.26328∗25.4

Para el caudal, la velocidad se encuentra en pie por minuto para cambiar la unidad a metro por hora y metros por minuto se debe utilizar:

1[pie/min]=18.2880[m/hrs].

1[pie/min]=0.3048 [m/min].

37581.8mhrs

=2055∗18.2880

626.364mmin

=2055∗0.3048

Caudal:

3006.55m3

hrs=0.2∗0.4∗37581.8

50.1091m3

min=0.2∗0.4∗37581.8

Flujo másico:

64.7911Kgmin

=1.293∗50.1091

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BibliografíaTablas. http://www.tiempo.com/ram/289/las-lecturas-barometricas-y-sus-correcciones/

Conversiones. http://extraconversion.com/es/velocidad/pies-por-minuto#.U3wKkfl5OQY

Teoria http://carmesimatematic.webcindario.com/interpolacion%20lineal.htm – Interpolación Linealwww.dimecusach.cl/; Guía de laboratorio - Ejecución Mecánica Diurno; Guía de elaboración de informes: Departamento de Mecánica- Universidad de Santiago de Chile.

http://carmesimatematic.webcindario.com/interpolacion%20lineal.htm

http://extraconversion.com/es/velocidad/pies-por-minuto#.U3wKkfl5OQY

http://www.tiempo.com/ram/289/las-lecturas-barometricas-y-sus-correcciones/

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