Tiempo de descarga de un tanque
OBJETIVOS
Que la/el alumna/o
• Elabore un modelo quasi-estacionario para el tiempo de descarga de un tanque, con y sin pérdidas por fricción (Hacer el Problema 7M de Bird et al. 1981)
• Determine los parámetros y variables que debe medir para comprobar su modelo.
• Verifique y evalúe su modelo con los resultados experimentales.
EQUIPO PRINCIPAL
Un tanque con un indicador de nivel y un juego de tubos de descarga intercambiables de diversas longitudes y diámetros.
Donde dt = diámetro interno del tubo
DT = diámetro del tanque
H(t) = altura del nivel del tanque (dependiente del tiempo)
L = longitud del tubo
Q = flujo volumétrico de la descarga del tanque
PREGUNTAS GUÍA
1. ¿Qué es un proceso …ver más…
DESARROLLO PROPUESTO
1. Se coloca el tanque en su estructura
2. Se coloca uno de los tubos de descarga enroscándolo en el fondo del tanque
3. Se tapa la salida del tubo (con un tapón o con la mano) y se llena de agua el tanque
4. Se prepara el cronómetro y se dispara, destapando simultáneamente la salida del tubo
5. Se mide el nivel del agua a diversos tiempos
6. Se para el cronómetro al tiempo que se vacía el tanque
7. Se repite el experimento tres veces
8. Se cambia el tubo de descarga y se repite el procedimiento de 3 a 7.
RESULTADOS
1. Se determina el número de Reynolds para definir el régimen de flujo para cada tubo.
2. Se selecciona la expresión teórica adecuada para cada tubo y se hace una gráfica del tiempo t en las abscisas, contra la altura del nivel del tanque H(t) en las ordenadas, representando la expresión teórica como una línea continua y los datos experimentales como marcas puntuales (por ejemplo, • ó ◊). Incluir también la expresión teórica sin fricción, como una línea punteada.
3. Encontrar para cada tubo el error de las expresiones teóricas con y sin fricción, con respecto a las mediciones e indicar si este error queda dentro de las cotas de error experimental.
Tanques Tiempo (s) Altura (cm)
Tanque 1
dt= 2 mm=0.002 m
Vt= Po – Pl + (ρ g l) dt 2 32µL
Po= ρ g h = (1000