Laboratorio de Ciencias de la Ingeniera

TalleresLaboratorio de Ciencias de la Ingeniera

Integrantes:Reinaldo Armella

Table of ContentsTaller 1-1 Fuerzas Ejercidas Por Un Fluido Sobre Superficies Planas2Taller 1-2 Bomba Centrifuga H6055Taller 1-3 serie paralelo Richard11Taller 2-1 Prdidas de Carga en Tuberas1313Taller 3-1 Transferencia de Masa (Azcar)19Taller 3-2 Refrigerador22Taller 3-3 Absorcion de un Gas23

Taller 1-1 Fuerzas Ejercidas Por Un Fluido Sobre Superficies Planas

En la experiencia se busca identificar ADASASADW435435RDSARAEWRASDFASFDFADSFSFSFSDFSFASFASDFSDFASDF 45 345 345435 34534 5435 43543 5435 4 3432 432 4324 234 234 324

Conclusin:SDFDDS SDF SDFSDF ASFSAF SADFSDAF ASDFA 453 534 5#$%#$%$# $%$#% #$%#$% #$%$#% #$%#$% $#%$#%$ #%$#%#$ %#$%#% #$%$#

Taller 1-2 Bomba Centrifuga H605

1.- Objetivos:Analizar la influencia de las variables de los sistemas de flujo, el flujo volumtrico la carga de altura, la carga de presin y la carga de velocidad, en la carga de la bomba y su desempeo.

2.- Objetivo especfico: Medir la presin de succin y de descarga en un sistema de flujo. Determinar las cargas de altura, velocidad y presin en un sistema de flujo Determinar la carga total que aporta una bomba centrifuga a un sistema de flujo. Construir las curvas de carga total, eficiencia, potencia y carga de succin neta positiva disponible para un sistema de flujo. Tomar valores del sistema en variador de frecuencia ajustado a 45Hz. Tomar valores del sistema con variador de frecuencia ajustado a 45Hz y vlvula rotmetro restringida de vuelta. Tomar valores del sistema con variador de frecuencia ajustado a 60Hz.

3.- Diagrama del sistema:

4.- Tabla de datos obtenidos del sistema de bombeo con variador frecuencia ajustado a 45Hz.

VARIABLESCANTIDADUNIDADCANTIDADUNIDAD

Vacuometro-18mmBar183,5Kgf/m2

Presin Manomtrica4,7psi3304,42Kgf/m2

Caudal28(L/m)0,00047m3/s

Dimetro PVC (Di)1Pulg.0,0284m

Largo tubera descarga10,06m

Largo tubera succin2,06m

Rugosidad /D0,0000015m

H2O (Peso Especifico)979kgf/m3

Voltaje220V

Amperaje0,764A

Temperatura Sistema20C

Densidad del agua 20C998kg/m3

Viscosidad cinemtica agua1,02 x 10-6m3/s

Calculo de sistema de acuerdo a valores tomados

V = Q A Calculo de velocidad A(m2)Di

0,000633,140,0284

V(m/s)AQ

0,741940,000630,00047

V = Q AA = D2 4

Velocidad= 0,741194 m/s

Re = V * Di Calculo de Reynolds ReynoldsVDi Cinemtica

20658,056680,7420,02841,02E-06

2,07E+04

Reynolds= 2,07E+04

Calculo de Friccin mediante diagrama Moody

Re2,07E+04

D/5,3E-05

F0,026Segn Diagrama de Moody

hL = f * (L/Di) * (V2/2g) Calculo de prdidas por friccin HL

HL (m)fL (m)Di (m)V(m/S)

0,258400,02610,0600,02840,7419

ha = (P2-P1/) + ((V22 - V12)/ 2g)) + (Z2-Z1) + hLHL= 0,2584 m Calculo de altura de cabezaHa (m)P2P1Z2HL

3,783304,420183,5979,00,3300,258

Wo = ha * * Q Calculo de potencia de carga de la bomba Wo (Kg*m/s)haQWo (w)

1,743,776979,00,00047017,03

Wi = I * V Calculo de la Potencia ElctricaWi (w)IV

168,080,764220,0

= (Wo/Wi) * 100 Calculo de eficiencia de la bomba

WoWi

10,1317,028168,110,13%

Calculo NPSHD = hsp hs - hf - hvp (Largo Tubera Succin+Codo = 2,06m)hf (m)fLDV

0,0530,0262,060,02840,742

hf =f * (L/D) * V2/2g)

hsp (m)P1

10,5510332,2979,00

hsp =(P1/) =1 atm/ 998 kgf/m3

hvp =Segun Tabla0,2388

NPSHD(m)hsphshfhvp

10,5910,550,330,0530,2388

NPSHD = hsp hs - hf - hvp

5.-Tabla de datos obtenidos del sistema de bombeo con variador frecuencia ajustado a 60Hz.VARIABLESCANTIDADUNIDADCANTIDADUNIDAD

Vacuo metro-18,2mbar185,6Kgf/m2

Presin Manomtrica7,5psi5273,02Kgf/m2

Caudal38(L/m)0,00063m3/s

Dimetro PVC (Di)1Pulg.0,0284m

Largo tubera descarga10,06m

Largo tubera succin2,06m

Rugosidad /D0,0000015m

H2O (Peso Especfico)979kgf/m3

Voltaje220V

Amperaje1,87A

Temperatura Sistema20C

Densidad del agua 20C998kg/m3

Viscosidad cinemtica agua1,02 x 10-6m3/s

Repitiendo la misma secuencia de clculo con los nuevos datos generamos la siguiente tabla de valores.Datos tomados con Variador de frecuencia a 60Hz

VARIABLESDATOS UNIDAD

Velocidad fluidoV0,99452m/s

ReynoldsRe0,025

Perdidas por friccin HL0,4643m

Calculo de altura de cabezaHa5,87m

Potencia de carga de la bombaWo36,19Watts

Potencia del motor elctricoWi411,4watts

Eficiencia de la bomba8,8%

Carga neta de succinNPSHD10,35m

6.-Grfico de curvas de rendimiento vs curva del sistema.

Grfico de NPSH

7.- Conclusiones de curva. De acuerdo con los datos obtenidos a travs de la experiencia del laboratorio y teniendo en cuenta la serie de lectura que realizamos, podemos decir que la relacin entre Ha y Q, es inversamente proporcional o sea, a mayor altura menor caudal. Podemos decir que el rendimiento mximo del sistema de bombeo es de 2,2 m3/h a 5,6 m.c.a. Como la eficiencia del sistema es demasiado baja (13 %) a mximo rendimiento Podemos decir que la bomba esta sobredimensionada para este sistema ya que podramos considerar otra bomba con dimetro de impulsor menor y conseguir los mismos resultados y aumentar le eficiencia del sistema. Como el NPSHr es menor que el NPSHD disponible no existir problemas de cavitacin de la bomba. Ya que para para 2,2 m3/h se necesita un NPSHr es 2,5 m.c.a y tenemos 10,5m.

Taller 1-3 serie paralelo Richard

1.- Objetivos:sadsada asdas sad sad asd asdsadsadsadsadsadsadsadsada sad sfd fsdf sdf

Taller 2-1 Prdidas de Carga en Tuberas

1.-Objetivo En la experiencia se busca identificar las prdidas de carga en las tuberas y cmo influye en las presiones los accesorios que estn presentes en el circuito

2.-Diagrama

3.-CalculosSe realizan los clculos correspondientes para determinar las hf perdidas por friccin de tuberas y accesorios por tramos.

4.-Compracion del Prdidas en VlvulaComparacin de Perdidas por Friccin en Vlvula de Compuerta a 100% y 50% abierta, considerando los siguientes valores de Longitudes Equivalentes:

5.-ConclusionComo se puede apreciar en los Valores Obtenidos para los distintos circuitos, estos valores coinciden con la Teora, a medida que se van sumando ms metros de tuberas y ms accesorios el valor de hf comienza a aumentar.En la Experiencia de la Comparacin de Perdidas por Friccin en Vlvula de Compuerta a 100% y 50% abierta, los Valores Tericos (segn Tabla) son mucho menores a los Valores Reales, esto puede deberse a la poca confiabilidad de los instrumentos, a la antigedad de las caeras lo que provoca incrustaciones de elementos extraos (sarro) en las paredes las tuberas, la cual desconocemos, a fugas que podra haber tenido el sistema, al correcto funcionamiento de la vlvula y a la presencia de aire en el sistema por bajo nivel de agua en el estanque.

Taller 3-1Transferencia de Masa (Azcar)

1.-Informacion GeneralSe denomina azcar a la sacarosa, cuya frmula qumica es C12H22O11, tambin llamada azcar comn o azcar de mesa. La sacarosa es un disacrido formado por una molcula de glucosa y una de fructosa, que se obtiene principalmente de la caa de azcar o de la remolacha.

El azcar se puede clasificar por su origen (de caa de azcar o remolacha), pero tambin por su grado de refinacin. Normalmente, la refinacin se expresa visualmente a travs del color (azcar moreno, azcar rubio, blanco), que est dado principalmente por el porcentaje de sacarosa que contienen los cristales.

Azcar prieto (tambin llamada "azcar moreno", azcar negro o azcar crudo) se obtiene del jugo de caa de azcar y no se somete a refinacin, solo cristalizado y centrifugado. Este producto integral, debe su color a una pelcula de melaza que envuelve cada cristal. Normalmente tiene entre 96 y 98 grados de sacarosa. Su contenido de mineral es ligeramente superior al azcar blanco, pero muy inferior al de la melaza. Azcar rubio, es menos oscuro que el azcar moreno o crudo y con un mayor porcentaje de sacarosa. Azcar blanco, con 99,5 % de sacarosa. Tambin denominado azcar sulfitada. Azcar refinado o extrablanco es altamente pura, es decir, entre 99,8 y 99,9 % de sacarosa. El azcar rubio se disuelve, se le aplican reactivos como fosfatos, carbonatos, cal para extraer la mayor cantidad de impurezas, hasta lograr su mxima pureza. En el proceso de refinamiento se desechan algunos de sus nutrientes complementarios, como minerales y vitaminas

En Teora (ya que no conocemos bien el origen), en la Experiencia utilizaremos el Azcar ms comn, es decir Azcar Grado 2 Blanca con 99.5% de sacarosa C12H22O11.

2.-Realizacion de la ExperienciaSe agregaron 5g de azcar en un crisol, luego lo introducimos en una Mufla (Horno) a una temperatura de 450c y esperamos a que produjera la reaccin:

La Sacarosa se CalientaCuando la sacarosa (C12H22O11) se calienta rpidamente, se combustiona por completo. Los tomos de carbono reaccionan con el oxgeno para formar dixido de carbono (CO2) y agua (H2O). Si la sacarosa se calienta gradualmente en el aire, pasa por un proceso complejo de fundicin a descomposicin.

FundirInicialmente, con el calentamiento gradual, la sacarosa se funde en un lquido claro y se descompone para formar la glucosa (C6H12O6) y la fructosa (C6H12O6).

DescomposicinConforme aumenta la temperatura, las molculas de glucosa y fructosa empiezan a perder agua (deshidratarse) y los vnculos entre los tomos de carbono empiezan a descomponerse. Al romperse los vnculos del carbono en la molcula, se oxidan parcialmente y se degradan parcialmente.OxidacinLa oxidacin es una reaccin en la que los tomos en un elemento pierden electrones y la valencia del elemento se incrementa en correspondencia. Las molculas de glucosa y fructosa se forman al inicio del calentamiento de la reaccin de la sacarosa que reacciona con estas en una reaccin de oxidacin para formar el carameln (C12H18O9), carameln (C36H50O25) y el carameln (frmula molecular promedio C125H188O80).

DegradacinLa degradacin es la descomposicin de un compuesto en varios estados, muestra productos intermedios bien definidos. Los productos degradados por calentar la sucrosa incluyen el diacetilo (2,3-butanedion), maltol y muchos steres, lactonas y furanos.

CaramelizacinLa caramelizacin ocurre durante la descomposicin. Las molculas formadas se disuelven en la sacarosa fundida y crean un jarabe ligero oscuro. Si el calor contina, existir una mayor composicin para una mezcla de sabor amargo.

Producto finalEl calor continuo, ms all de la caramelizacin, produce carbono contaminado con rastros de productos en descomposicin.

3.-CalculosEntonces el proceso ocurre de la siguiente manera:

SacarosaC12H22O11

Glucosa y FructosaC6H12O6 + C6H12O6

CaramelnC12H18O9

CaramelnC36H50O25

CaramelnC125H188O80

Al realizar el Balance de Masa entre el CompuestoInicial (Sacarosa) y el Final obtenemos:

C12H22O11+ 12O2=12CO2 + 11 H2O

C12H22O11 + 12O2=12CO2 + 11 H2O

PMC12H22O11 =C12=(12 *12)=144H22=(1*22) = 22O11=(16*11) =176342 g/mol

PMO2 = (16 *2) =32 g/molPMCO2 = C = (12*1) = 12 O2 = (16*2) = 3244 g/molPMH2O = H2 = (1*2)=2O = (16*1) =1618 g/mol

Cantidad de mol1121211

Peso Molecular (g/mol)342324418

Masa (g)342384528198

Totales726g726g

4.-ConclusinTericamente, considerando una combustin ideal completa, debiramos haber obtenido para 5g de azcar, 0.025g de cenizas, lo que equivale al 0.5% de las impurezas, esto teniendo en cuenta el 99.5% de sacarosa en la Azcar.Cuando hay una combustin completa se produce solamente CO2 y H2O.Nosotros en la experiencia obtuvimos 0.4g de cenizas, esto debido a que no se logr una combustin completa, ya que la Mufla (Horno) ser abri por lo menos unas cuatro veces en el proceso, con lo que le incorporamos aire a la combustin. Adems de no conocer a ciencia cierta el origen del azcar.

Taller 3-2Refrigerador

1.-Informacion General fsdfsdfsd dfsd fdsf sdf asf sadf sadf saf

Taller 3-3Absorcin de un Gas

1.- Objetivos:Conocer el proceso de absorcin gaseosa en un lquido.

2.- Objetivo especfico: Determinar la temperatura de la solucin Determinar el PH de la solucin Comprobar la absorcin de un gas en elementos cotidianos.

3.-Desarrollo:a.-Existe una variacin de pH? Explique.Si, existe una variacin del pH de la solucin, debido la reaccin del hidrxido de sodio (0,001 molar) esto a su vez mezclado con fenolftalena, en esto aparece un in acido, en cual la fenolftalena empieza a desaparecer ponindose transparente, y el pH empieza a bajar.b.-Existe una variacin de la temperatura? Explique.Si, existe una variacin de la temperatura debido a la reaccin del hidrxido de sodio (0,001 molar) con el CO2, c.-Realice un esquema de lo ocurrido en la experiencia, indicando el momento en que el CO2 fue absorbido por el lquido?, Explique se esquema.

Se hace una mezcla con vinagre (150 ml) y de bicarbonato de sodio (7,6 gramos), en cual reacciona en forma de espuma generando Co2, por presin se traspasa por medio de una sonda al otro recipiente el que contiene hidrxido de sodio (0,001 molar) que a su vez est mezclado con fenolftalena en baja concentracin, esto se observa con un color rosado. Al traspasar el CO2 al recipiente 2, empieza a burbujear, generando una reaccin con el 2NaOH + CO2 --> Na2CO3 + H2O, y, al continuar aadiendo CO2 llegamos al final a: Na2CO3 + CO2 + H2O ---> 2NaHCO3. Tambin se puede observar como el pH empieza a descender al igual que la temperatura. En el momento que burbujea la reaccin, el CO2 es absorbido por el NaOH.d.-Qu reacciones fueron las que ocurrieron?

La primera reaccin sera:La mezcla vinagre y bicarbonato se genera una reaccin exotrmica. En esta reaccin qumica el cido actico del vinagre, que como su nombre indica es un cido, se mezcla con el bicarbonato, que es una base. Como resultado, se produce dixido de carbono, el cual es un gas que usualmente se va a la atmsfera CO2. El bicarbonato de sodio acta como una base frente al vinagre (cido actico) y se produce la neutralizacin (total o parcial).

La segunda reaccin sera:La disolucin de NaOH con fenolftalena tendr color rosado.Pero el CO2 reacciona con NaOH de la siguiente manera: 2NaOH + CO2 --> Na2CO3 + H2O, y, al continuar aadiendo CO2 llegamos al final a: Na2CO3+CO2+H2O--->2NaHCO3. Como se puede apreciar en el experimento en las reacciones, estn desapareciendo OH(-) que se transforman en agua. Pues al desaparecer OH(-) del medio la fenolftalena cambia el color que tiene en medio cido y lo vuelve transparente.Grafico del proceso de reaccin

5-Existe una transferencia de materia en este experiencia? Explique.Si, existe transferencia de materia, en este ejemplo la materia que a simple vista parece que se pierde (porque se esfuma) pero en realidad se transforma en Co2. Con este experimento podemos retener la materia transformada (el gas) y se puede pesar.NaHCO3+CH3COOH------->CH3COONa+H2O+CO2 el CO2 que est del lado derecho de la reaccin es el producto, lo que resulta de la reaccin,.....el CO2 es un gas por lo tanto.....al mezclarse bicarbonato slido y vinagre liquido da como resultado entre otras cosas CO2, el cual es un gas llamado dixido de carbono y es ste el que est en la efervescencia.

6.- Anexo de informacin.a.- DefinicionesABSORCIN: La absorcin es una operacin unitaria de transferencia de materia que se utiliza para eliminar uno o varios componentes de una corriente gaseosa utilizando un disolvente. La absorcin puede perseguir diversos objetivos:-Recuperar un componente gaseoso deseado.

-Eliminar un componente gaseoso no deseado. Se puede tratar, por ejemplo, de la eliminacin de una sustancia nociva de una corriente de gases residuales.

-Obtencin de un lquido; un ejemplo sera la de cido clorhdrico por absorcin de HCl gaseoso en agua.

ADSORCIN: La adsorcin es una operacin unitaria de transferencia de masa; un proceso por el cual los tomos o molculas de una sustancia que se encuentra en una fase determinada, son retenidas en la superficie de otra sustancia, que se encuentra en una fase distinta(generalmente slida). Como resultado de este proceso, se forma una capa de lquido o gas en la superficie de una sustancia slida o lquida (Pauline.M.Doran.1998).

Por ello se considera como un fenmeno subsuperficial. La sustancia que se concentra en la superficie o se adsorbe se llama "adsorbato" y la fase adsorbente se llama "adsorbente" (el proceso inverso a la adsorcin se conoce como desorcin).Por el contrario, la absorcin es un proceso en el cual las molculas o tomos de una fase interpenetran casi uniformemente en los de otra fase constituyndose una "solucin" con esta segunda.DESORCIN: Es la operacin, inversa de la absorcin, en la cual se produce la extraccin de la fraccin voltil de una disolucin mediante el contacto del lquido con un gas; la transferencia de masa ocurre desde el lquido al gas.