Etapa 1 Ecuación de Bernoulli

Transcripción

1 Dr. Omar Olmos López Actividad de Aprendizaje Activo Ecuación de Bernoulli Instrucciones: Sigue las instrucciones que a continuación se te dan y para cada etapa documenta y analiza la situación que se te presenta. Al finalizar la actividad realiza una reflexión y expresa tus conclusiones del proceso. Etapa Ecuación de Bernoulli Objetivo: Familiarizarse con la ecuación de Bernoulli y entender los principios físicos que dan origen a la Ecuación de Bernoulli. Instrucciones:.- Descarga la aplicación mathematica player de la siguiente dirección: Se te enviara a tu cuenta de correo la aplicación para poder instalar. Espera solo minuto. 3.- Una vez instalada esta aplicación puedes ejecutar la siguiente aplicación de multiplicación de vectores:

2 Etapa Parámetros del Teorema de Bernoulli.- Selecciona los siguientes parámetros del fluido incompresible y laminar que circula por el tubo A la entrada del tubo P = 600 Pa A = 0.5 m v = 0.6 m/s h = 0.0 m Ancho de elemento de volumen: 0.5 A la salida del tubo selecciona A = 0.5 m h =0 m.-corre el tiempo de la simulación (la letra t) y determina los siguientes valores: P = pascales v = m/s Variación de la altura al cambio de presión y velocidad en un fluido Manteniendo los parámetros antes mencionados inicia el análisis del cambio de presión y velocidad en función del cambio de altura de los dos tubos. Realiza los siguientes ajustes de la altura y anota la presión y velocidad que se obtienen de la simulación: h=0 variación de h P (pascales) v (m/s) h=-0.5 h=-0.5 h= h=-.0 h=0.5 h=0.5 h= 0.75 h=.0 Grafica el cambio de P vs h y de v vs h. Inserta la gráfica en Excel de las relaciones solicitadas. Qué tipo de dependencia existe entre estos parámetros? Variación del área A al cambio de presión y velocidad en un fluido Manteniendo los parámetros antes mencionados inicia el análisis del cambio de presión y velocidad en función del cambio de altura de los dos tubos. Realiza los siguientes ajustes al área A y anota la presión y velocidad que se obtienen de la simulación: A =0.5 variación de A P (pascales) v (m/s) A =0.5

3 A =0.5 A = 0.75 A =-.0 A =.5 A =.5 Grafica el cambio de P vs A y de v vs A. Qué tipo de dependencia existe entre estos parámetros? Variación de presión P al cambio de presión y velocidad en un fluido Manteniendo los parámetros antes mencionados en la etapa inicia el análisis del cambio de presión y velocidad en función del cambio la presión de entrada P. Realiza los siguientes ajustes a la presión P y anota la presión y velocidad que se obtienen de la simulación: variación de P (pascales) P (pascales) v (m/s) P = 50 P = 00 P = 00 P = 400 P = 700 Grafica el cambio de P vs P y de v vs P. Qué tipo de dependencia existe entre estos parámetros? Etapa Definición y aplicación de la ecuación de Bernoulli La ecuación de Bernoulli es una ecuación que proviene de un balance de energía de un fluido en movimiento. Partiendo de la ecuación de conservación de la energía mecánica y definiendo la masa del fluido a través del concepto de densidad, deduce la ecuación de Bernoulli.

4 m gh mv m V m V Desarrollo: F. x F. x m gh mv Ecuación de Bernoulli: P gh v P gh v Recuerda que es una ecuación de energía y es necesario ubicar una línea horizontal para determinar el nivel de energía potencial gravitacional. Utiliza la ecuación de Bernoulli para calcular la presión y velocidad de salida de un líquido en las siguientes condiciones: Caso : A la entrada del tubo P = 500 Pa A = 0.7m v =.0 m/s h = 0 m Ancho de elemento de volumen: A la salida del tubo selecciona A = 0.8 m h =.5 m.-corre el tiempo de la simulación y determina los siguientes valores: P = pascales v = m/s Muestra tus cálculos:

5 Compara tus resultados. Caso : A la entrada del tubo P = 500 Pa A = 0.7 m v =.0 m/s h = 0 m Ancho de elemento de volumen: A la salida del tubo selecciona A = 0. m h =.5 m.-corre el tiempo de la simulación y determina los siguientes valores: P = pascales v = m/s Muestra tus cálculos: Compara tus resultados y comenta: Qué pasa al disminuir el área a la salida del tubo con la presión y la velocidad del fluido? Explica por qué sucede esto.

6 FIN