lunes, 2 de julio de 2007

LABORATORIO 3 - MEDICION DE DENSIDAD POR EL METODO DE LA PRESION HIDROSTATICA


MARCO TEORICO

Fluido: Se denomina fluido a toda sustancia que tiene capacidad de fluir. En esta categoría se encuadran los líquidos y los gases, que se diferencian entre sí por el valor de su densidad, que es mayor en los primeros. La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa:

Densidad= Masa/Volumen

Presión hidrostática: Dado un fluido en equilibrio, donde todos sus puntos tienen idénticos valores de temperatura y otras propiedades, el valor de la presión que ejerce el peso del fluido sobre una superficie dada es:

Considerando la ecuacion P = h * g *p donde:

donde: P es la presióN.
             h es la altura alcanzada por la manguera
             g es la aceleración el gravedad 9.8 m/s2
             p es la densidad.


INTRODUCCION
 
Las variables como temperatura, caudal, presión, densidad, etc. pueden medirse de distintas formas y/o distintos instrumentos, sin embargo, en algunas circunstancias unos métodos y a la vez ciertos instrumentos son más convenientes que otros.

En este caso la variable que se va a trabajar es la densidad mediante el método de la presión hidrostática siendo el aceite, el fluido el que se le obtendrá la densidad de forma experimental 
comparandola con un fluido cuyos valores son conocidos en cuanto a densidad 
como lo es el agua.


MEDIDAS EXPERIMENTALES Y RESULTADOS
           
DENSIDAD DEL AGUA: p(agua)=1000 kg/m3 ó 1 gr/cm3
             
El aceite es de motor de borda TC-W3 con una densidad teorica de 0.877 gr/cm3 
a 15ºC y 0.865gr/cm3  20ºC.


                      Formula experimental para la obtencion de la densidad del aceite:

Ecuacion (1)

Experimentalmente la corriente es equivalente a la presion en el instrumento por lo que de auerdo a la ecuacion(1) la altura del agua se divide entre los promedio de altura del aceite para una misma presion(corriente equivalente a la salida del instrumento). Obteniendose la siguiente tabla:




TABLA 1.

De la tabla de resultados se tiene una serie de densidades experimentales del aceite con sus respectivas alturas y apricando la ecuacion (1) considerando p(agua)=1 gr/cm3:


TABLA 2. Resultados


Figura 1.


ERRORES

ERROR ABSOLUTO

tabla 3.


ANALISIS DE RESULTADOS

Comparando los valores obtenidos experimentalmente de la tabla 2 con el valor teórico se afirma que las medidas obtenidas experimentalmente son mas cercanos al el valor teórico de la densidad del aceite TC-W3 (0,877 gr/cm3) cada vez que se mide a alturas mayores, por lo que el valor de la densidad experimental se acerca al teórico en forma proporcional a la altura hasta llegar a un umbral de altura en que se igualen la densidad teorica y experimental, en este caso para un valor mayor de 107 cm de columna de aceite.

Es importante resaltar que la densidad del aceite tc-w3 tiende a reducirse levemente con el aumento de la temperatura(0,877 gr/cm3 a 15ºC y 0.865 gr/cm3  20ºC) debido a la expansion del volumen de fluido por efecto del calor, ahora considerando en ese sentido las condiciones en el momento que se tomaron las medidas, alrededor de 30ºC aproximadamente, y se puede decir que la densidad teorica del aceite a 30ºc podria llegar a un valor ligeramente menor .

A mayor altura la densidad experimental se acerca a la densidad teórica(ver tabla 3),
en este caso la densidad experimental mas cercana a la teórica es de 0.844 (gr/cm3).

CONCLUSIONES

El metodo de la presion hidrostatica para medicion de densidad es en cierto modo
muy practico y bastante accesible ya que el instrumento usado es un medidor de presion, siendo este un instrumento bastante util por su capacidad para medir diferentes tipos de variables.

La densidad experimental del aceite se asemeja al valor teorico, considerando un set de medidas 
conveniente, ademas de que a mayor altura de la columna de fluido la densidad experimental se acerca y se iguala a la teorica a partir de cierto valor de altura del liquido.