ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO LABORATORIO DE

ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO
LABORATORIO DE MECANISMOS
Nombres: Juan Carlos Herrera; Luis Fernando Delgado
Curso: 6 “A” Ingeniería Mecánica
Fecha: Lunes, 9 de mayo de 2011
Tema: Aceleración de Coriolis
1. Objetivo:
- Conocer e interpretar la causa y los efectos de la aceleración de Coriolis, y determinar
experimentalmente su valor y comportamiento mediante un sistema hidráulico.
2. Tabulación de datos:
PRUEBA CON AGUA
DATOS
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
%
TIEMPO
Rotámetro PALPADOR
# VUELTAS
REOSTATO
CRONÓMETRO
(cm)
(mm)
32,5
35
37,5
40
42,5
45
47,5
50
52,5
55
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
5,27
5,35
4,8
6,37
6,4
5,87
4,97
5,25
5,36
5,29
PRUEBA SIN AGUA
DATOS
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
%
TIEMPO
# VUELTAS
REOSTATO
CRONÓMETRO
32,5
35
37,5
40
42,5
45
47,5
50
52,5
55
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
4,39
4,09
3,81
3,47
3,45
3,03
2,88
2,66
2,52
2,47
12,6
13,4
14,2
12,3
11,6
12,2
13,4
13,6
14
14,2
27
39
52
45
47
51
52
54
53
55
Área (c𝑚2 )
R (m)
l (m)
Masa
(gr)
Palpador
(mm)
pérdidas
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
22
25,5
30
35
39
42,5
46
50,5
52
56,5
7
9
13
16
19
16
22
20
19
19
0,713
0,1016
0,3048
3. Resultados:
PRUEBA CON AGUA
CAUDAL
(Lt/min)
V
(m/s)
ac1
2VW
RPS
10
10,62
11
9,75
9,25
9,75
10,62
10,65
11
11,25
2,337
2,481
2,570
2,278
2,161
2,278
2,481
2,488
2,570
2,629
55,717
58,286
67,290
44,943
42,438
48,771
62,743
59,564
60,259
62,444
2,278
2,445
2,625
2,882
2,899
3,300
3,472
3,759
3,968
4,049
w
(rad/s)
14,313
15,362
16,491
18,107
18,212
20,737
21,817
23,621
24,933
25,438
Pérdidas vs w
25
Pérdidas (mm)
1,90
1,87
2,08
1,57
1,56
1,70
2,01
1,90
1,87
1,89
w
(rad/s)
11,92
11,74
13,09
9,86
9,82
10,70
12,64
11,97
11,72
11,88
20
15
y = 1,011x - 4,124
10
5
0
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
w (rad/s)
Fuerza vs lectura palpador
3
2.5
Fuerza (N)
RPS
PRUEBA SIN AGUA
2
1.5
y = 0,050x - 0,158
1
0.5
0
0
10
20
30
40
Lectura palpador (mm)
50
60
Fuerza
(N)
0,980
1,176
1,372
1,568
1,764
1,960
2,156
2,352
2,548
2,744
PÉRDIDAS
(mm)
Δ
(mm)
FUERZA
(F)
TORQUE
ac2
Error %
7,9271
7,7451
9,109
5,844
5,804
6,693
8,655
7,977
7,724
7,886
19,0729
31,2549
42,891
39,156
41,196
44,307
43,345
46,023
45,276
47,114
0,7956
1,404
1,9865
1,799
1,901
2,043
2,009
2,1431
2,105
2,197
0,081
0,143
0,202
0,183
0,193
0,208
0,204
0,218
0,214
0,223
12,2030679
21,5348257
30,4693242
27,5934127
29,1579086
31,3359322
30,8144336
32,8712855
32,2869003
33,6980143
78,098
63,053
54,719
38,603
31,293
35,749
50,888
44,814
46,420
46,035
a. Ejemplo de cálculos:
-
Prueba con agua:
𝑅𝑃𝑆 =
#𝑣𝑢𝑒𝑙𝑡𝑎𝑠
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
𝑅𝑃𝑆 =
10
𝑟𝑒𝑣
= 1.90
4.39
𝑠
𝑉=
𝑉=
𝑄
𝐴
𝑙𝑡
10 𝑚𝑖𝑛
0.713 𝑐𝑚
∗
2
1𝑚3 1𝑚𝑖𝑛 (100𝑐𝑚)2
∗
∗
(1𝑚)2
1000𝑙𝑡 60𝑠
𝑉 = 2.337𝑚/𝑠
𝑟𝑒𝑣 2𝜋 𝑟𝑎𝑑
𝑤 = 1.90
∗
= 11.92 𝑟𝑎𝑑/𝑠
𝑠
1 𝑟𝑒𝑣
𝑎𝑐1 = 2 ∗ 𝑉 ∗ 𝑊
𝑎𝑐1 = 2 ∗ 2.337 ∗ 11.92
𝑎𝑐1 = 55.717𝑚/𝑠 2
De la grafica “Carta de Calibración:
Para una lectura de rotámetro igual a 12.6, corresponde
un calor de flujo de agua igual a 10 Lt/min
-
Prueba sin agua:
𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 = 100𝑔𝑟𝑓 ∗
1𝐾𝑔𝑓
9.8𝑁
∗
1000𝑔𝑟𝑓 1𝐾𝑔𝑓
𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 = 0.140 𝑁
Realizamos las gráficas w vs pérdidas y Lectura del palpador vs fuerza, ambas gráficas para los
datos de la prueba sin agua, una vez realizadas las gráficas obtenemos su ecuación.
𝐸𝑐. 𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 = 1.011𝑥 − 4.124
𝐸𝑐. 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 = 0.050𝑥 − 0.158
Para encontrar los valores de las pérdidas
en la prueba con agua reemplazamos los
valores obtenidos de w en la ecuación.
Para encontrar los valores de la fuerza en
la prueba con agua reemplazamos los
valores obtenidos de la lectura del
Palpador en la ecuación.
→ 𝑠𝑖 𝑥 = 11.92 ∴ 𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 = 7.9271
→ 𝑠𝑖 𝑥 = 19.072 ∴ 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 = 0.795 𝑁
𝑇𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 = 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 ∗ 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎
𝑎𝑐2 =
𝑇𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒
𝜌 ∗ 𝐴 ∗ 𝑙2
𝑇𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 = 0.795 ∗ 0.1016
𝑎𝑐2 =
𝑇𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 = 0.081 𝑁𝑚
0.081 𝑁𝑚
1000
𝐾𝑔
∗ 0.713𝑐𝑚2 ∗ 0.30482
𝑚3
∗
(100𝑐𝑚)2
(1𝑚)2
𝑎𝑐2 = 12.20 𝑚/𝑠 2
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =
𝑎𝑐1 − 𝑎𝑐2
∗ 100%
𝑎𝑐1
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =
55.717 − 12.2
∗ 100%
55.717
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 78.0989 %
4. Aplicaciones:


Se utiliza en el diseño de máquinas.
Una aplicación práctica de la fuerza de Coriolis es el caudalímetro másico, un
instrumento que mide el caudal másico de un fluido que circula a través de una
tubería.
El caudalímetro másico de Coriolis funciona aplicando una fuerza de vibración a un
tubo curvado a través del cual pasa el fluido
5. Conclusiones:



Esta práctica permitió observar cómo se genera la fuerza de Coriolis, y se
comprobó de manera práctica los parámetros de los que depende.
La fuerza de Coriolis es una fuerza que un observador de un sistema en rotación a
velocidad angular constante ve actuar sobre un cuerpo, cuando este está en
movimiento con respecto al sistema en rotación.
De acuerdo a los resultados obtenidos y a los cálculos realizados, la aceleración de
Coriolis está directamente relacionada con la velocidad de giro y la velocidad lineal
tangente en cada punto de giro, es decir que cuando más rápido gira el disco
mayor será la aceleración de Coriolis.