El documento describe un experimento sobre la presión hidrostática realizado por estudiantes de ingeniería química. El experimento involucró medir el flujo de agua a través de mangueras de diferentes diámetros y alturas. Los estudiantes lograron establecer modelos matemáticos para calcular el gasto y la diferencia de presión en función del diámetro y la altura. Sin embargo, tuvieron dificultades para modelar la fórmula de Fanning debido a limitaciones en el equipo.

1. Instituto Tecnológico de Tijuana
Ingeniería Química
Laboratorio Integral
Practica # 1
Presión hidrostática
Alumnos:
Luis López Nítida
Mojarro Ortiz Ramiro
Rentería García César Horacio
Arredondo David

2. Introducción
Todas las presiones representan una medida de la energía potencial
por unidad de volumen en un fluido. Para definir con mayor propiedad
el concepto de presión en un fluido se distinguen habitualmente varias
formas de medir la presión:
* La presión media, o promedio de las presiones según diferentes
direcciones en un fluido, cuando el fluido está en reposo esta presión
media coincide con la presión hidrostática.
* La presión hidrostática es la parte de la presión debida al peso de un
fluido en reposo. En un fluido en reposo la única presión existente es la
presión hidrostática, en un fluido en movimiento además puede
aparecer una presión hidrodinámica adicional relacionada con la
velocidad del fluido.

3. Presión Hidrostática
Introducción
La presión hidrostática es la parte de la presión debida al
peso de un fluido en reposo. En un fluido en reposo la única
presión existente es la presión hidrostática, en un fluido en
movimiento además puede aparecer una presión
hidrodinámica adicional relacionada con la velocidad del
fluido. Es la presión que sufren los cuerpos sumergidos en un
líquido o fluido por el simple y sencillo hecho de sumergirse
dentro de este.
ghp ρ=

4. Objetivo
Utilizando mangueras de diferente diámetro, obtener una
relación entre el gasto, la presión hidrostática y el propio
diámetro de las mangueras

5. Material
Para llevar a cabo el experimento, se debe contar con el
siguiente material:
* 2 botellas de refresco desechables ( de 2 o 3 litros de
diámetro constante)
* 1 ½ mts de manguera transparente de tres diámetros
diferentes (3/8, 1/2, 1/4 pulgada)
* 1 cronometro
* 1 pedestal (o soporte universal con anillo)

6. ResultadosResultados
t volumen altura (m)
diámetro
(m) gasto fanning Reynolds ln(f) ln(Re)
6.77 0.0003 0.1 0.0127 4.43131E-05 0.50906379 4442.61812 -0.67518194 8.39899915
24.76 0.0003 0.1 0.009525 1.21163E-05 1.6158553 1619.62976 0.47986441 7.38995286
60 0.0003 0.1 0.00635 0.000005 1.24953202 1002.55082 0.2227691 6.91030285
4.79 0.0003 0.2 0.0127 6.26305E-05 0.254839 6279.02394 -1.3671233 8.74496982
11.91 0.0003 0.2 0.009525 2.51889E-05 0.37387352 3367.08925 -0.98383771 8.12180392
25.54 0.0003 0.2 0.00635 1.17463E-05 0.22640535 2355.2486 -1.48542832 7.76440157
2.86 0.0003 0.3 0.0127 0.000104895 0.09085042 10516.2674 -2.39854087 9.26067861
7.67 0.0003 0.3 0.009525 3.91134E-05 0.15505719 5228.42672 -1.86396125 8.56186569
24.69 0.0003 0.3 0.00635 1.21507E-05 0.21158607 2436.3325 -1.55312341 7.79824911
2.15 0.0003 0.4 0.0127 0.000139535 0.05134188 13989.0813 -2.96924843 9.54603239
5.86 0.0003 0.4 0.009525 5.11945E-05 0.09050997 6843.35033 -2.40229527 8.8310327
17.14 0.0003 0.4 0.00635 1.75029E-05 0.10196862 3509.5128 -2.2830902 8.1632325
1.66 0.0003 0.5 0.0127 0.000180723 0.03060632 18118.3884 -3.48654891 9.80468263
4.88 0.0003 0.5 0.009525 6.14754E-05 0.06276837 8217.62969 -2.76830404 9.01403709
14.35 0.0003 0.5 0.00635 2.09059E-05 0.0714741 4191.85013 -2.63842014 8.34089747

7. Gráfica ln(F) Vs ln(Re)
y = -0.5839x + 7.4246
R2
= 0.7062
0
2
4
6
8
10
12
-4 -3 -2 -1 0 1
ln(F)
ln(Re)
ln(F) Vs ln(Re)
Lineal (ln(F) Vs ln(Re))

8. ln(f) ln(Re)
-2.969248435 9.546032394
-2.402295274 8.831032704
-2.283090195 8.163232503
-3.486548912 9.804682633
-2.768304041 9.014037088
-2.638420137 8.340897474

9. Gráfica ln(F) Vs ln(Re)
y = -1.3144x + 5.3248
R2
= 0.7771
0
2
4
6
8
10
12
-4 -3 -2 -1 0
ln(F)
ln(Re)
ln(F) Vs ln(Re)
Lineal (ln(F) Vs ln(Re))

10. Relación funcional de flujo vs altura y
diámetro
ba
DKhG =
Linealizando
DLnbhLnaKLnGLn ++=
Modelo obtenido
9226.29195.0
21.104 DhG =
98.=ρ
Coeficiente de
correlación

11. Relación funcional de diferencia de presión, flujo,
diámetro
ba
DKGP =∆
Linealizando
DLnbGLnaKLnPLn ++=∆
Modelo obtenido
9828.20205.1
751.78 −
=∆ DGP
9687.=ρ
Coeficiente de
correlación

12. ConclusionesConclusiones
 Logramos establecer un modelo matemático para elLogramos establecer un modelo matemático para el cálculo del gastocálculo del gasto y lay la
diferencia de presióndiferencia de presión, encontrando las constantes del modelo, estos, encontrando las constantes del modelo, estos
modelos fueron muy buenos ya que el coeficiente de correlación con losmodelos fueron muy buenos ya que el coeficiente de correlación con los
puntos reales es muy alto. Pero no sucedió lo mismo cuando intentamospuntos reales es muy alto. Pero no sucedió lo mismo cuando intentamos
establecer un modelo para encontrar las constantes de laestablecer un modelo para encontrar las constantes de la fórmula defórmula de
FanningFanning para flujo turbulento, el modelo obtenido nos mostraba valores muypara flujo turbulento, el modelo obtenido nos mostraba valores muy
diferentes a los de la formula y el coeficiente de correlación eradiferentes a los de la formula y el coeficiente de correlación era
regularmente bajo por lo que la aproximación llevaba implícita un ciertoregularmente bajo por lo que la aproximación llevaba implícita un cierto
grado de error. Después de revisar los cálculos en repetidas ocasiones, losgrado de error. Después de revisar los cálculos en repetidas ocasiones, los
integrantes del equipo llegamos a la conclusión de que la gran discrepanciaintegrantes del equipo llegamos a la conclusión de que la gran discrepancia
de los valores obtenidos con los valores reales de la formula de Fanning fuede los valores obtenidos con los valores reales de la formula de Fanning fue
causada por que el equipo utilizado, no era óptimo para llevar a cabo estacausada por que el equipo utilizado, no era óptimo para llevar a cabo esta
práctica.práctica.
 Durante el transcurso de la práctica tuvimos algunas dificultades con laDurante el transcurso de la práctica tuvimos algunas dificultades con la
manguera de mayor diámetro ya que al momento de hacer la medición eramanguera de mayor diámetro ya que al momento de hacer la medición era
muy rápida la forma en que el fluido salía de ella, es por eso que tuvimosmuy rápida la forma en que el fluido salía de ella, es por eso que tuvimos
que hacerla a un tiempo mayor y eso nos facilitó un poco las cosas. Seque hacerla a un tiempo mayor y eso nos facilitó un poco las cosas. Se
pudo observar que a mayor altura, mayor es la velocidad con la que cae elpudo observar que a mayor altura, mayor es la velocidad con la que cae el
fluido.fluido.

13.  Durante el transcurso de la práctica tuvimos algunasDurante el transcurso de la práctica tuvimos algunas
dificultades con la manguera de mayor diámetro ya quedificultades con la manguera de mayor diámetro ya que
al momento de hacer la medición era muy rápida laal momento de hacer la medición era muy rápida la
forma en que el fluido salía de ella, es por eso queforma en que el fluido salía de ella, es por eso que
tuvimos que hacerla a un tiempo mayor y eso nos facilitótuvimos que hacerla a un tiempo mayor y eso nos facilitó
un poco las cosas. Se pudo observar que a mayorun poco las cosas. Se pudo observar que a mayor
altura, mayor es la velocidad con la que cae el fluido.altura, mayor es la velocidad con la que cae el fluido.