Análisis y demostración experimental de la conservación de energía del agua aplicando el principio de Bernoulli en un ensayo técnico de laboratorio

Abstract

El principio de Bernoulli es fundamental en la hidrodinámica, su aplicación en ingeniería mecánica es importante para el cálculo de la altura efectiva de bombas y ventiladores; en mecánica de fluidos la conservación de la energía en un fluido no compresible no viscoso lo estableció en 1738 el matemático y científico suizo Daniel Bernoulli en su libro Hidrodinámica. En ese contexto se desarrolló la investigación experimental cuyo objetivo es analizar y demostrar experimentalmente la conservación de la energía del agua aplicando el principio de Bernoulli en un ensayo técnico de laboratorio; esta investigación es de tipo aplicativa experimental y por su enfoque cuantitativo en su desarrollo se empleó la metodología del Ensayo Técnico Experimental en Ingeniería que involucra la preparación y ejecución del ensayo, utilizando los módulos básico de suministro de agua y módulo del principio de Bernoulli que constan de equipo para medir el caudal y presión del flujo de agua con tubo de Venturi y Pitot. En la preparación del ensayo se puso en operación el módulo básico sobre el cual se montó el módulo de Bernoulli, realizándose ensayos preliminares para aclimatarnos con el funcionamiento del módulo experimental y, en la ejecución se midió en seis puntos del tubo de Venturi cuyas áreas disminuyen y aumentan progresivamente, los parámetros experimentales de caudal, velocidad, presión estática y presión total para la demostración experimental. Los resultados obtenidos al reemplazar en la ecuación de Bernoulli demostraron que la energía total del flujo de agua en cada una de las seis áreas diferentes a lo largo del tubo de Venturi permanece constante con una precisión experimental confiable en el rango de 0,11576 a 0,12373 metros de columna de agua; demostrándose también en el área que tenga mayor velocidad el agua tendrá menor presión y viceversa.