Centro De Presiones 553n5r
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FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
INFORME Nº 007 – G3 – UPLA – 12 DE LA UEC LABORATORIO DE MEC. DE FLUIDOS E HIDRAULICA
1. DATOS GENERALES 1.1. Tema: CENTRO DE PRESIONES 1.2. Fecha: FECHA DEL ENSAYO : 16 DE OCTUBRE DE 2012. FECHA DE ENTREGA DEL INFORME : 23 DE OCTUBRE DE 2012. 1.3. Lugar: Departamento : Junín Provincia : Huancayo Distrito : Huancayo Lugar : Facultad de Ingeniería – Giráldez. Anexo : Laboratorio de Mecánica de Fluidos e Hidráulica. 1.4. Participante: RUPAY VARGAS, Marcos Josué. 1.5. Modulo: FME – 08 2. OBJETIVO DETERMINAR LAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS A 0°. 3. EQUIPOS Y/O MATERIALES Equipo deCentro de presiones– FME 08.
LAB. DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA
ING. HUATUCO GONZALES, Mario
FACULTAD DE INGENIERÍA
Pesas
Valde Jarra
INGENIERÍA CIVIL
4. PROCEDIMIENTO 4.1. El equipo de centro de presiones, se instaló sobre el banco hidráulico. 4.2. Se procede a equilibrar a cero grados (0°) el porta pesas con el equipo de centro de priones.
LAB. DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA
ING. HUATUCO GONZALES, Mario
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
4.3. Una vez equilibrado se procede a incrementarle pesas en el porta pesas, y el equilibrio se logra con la ayuda del agua.
NIVEL DEL AGUA
4.4. Una vez equilibrada, se procede a tomar los datos del peso de las pesas; y la altura del agua. 4.5. La misma rutina se sigue, cuando se aumenta pesas; desde los pasos 4.3 y 4.4. 4.6. Una vez concluida con el ensayo se toma la medida del brazo que soporta el porta pesas; también se mide la altura desde la base del cuerpo sumergido hasta el eje del brazo que soporta el porta pesas.
LAB. DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA
ING. HUATUCO GONZALES, Mario
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INGENIERÍA CIVIL
5. TABLA DE REGISTROS 5.1. TABLA N° 01:En esta tabla se registraron los datos de los pesos de las pesas y la altura del agua de la superficie sumergida.
SUPERFICIE CURVA
SUPERFICIE PLANA
BASE Y1 X ρ
0.07 0.285 0.198 999.1
m m m Kg/m3
N°
PESA (g)
ALTURA (mm)
1
15
27
2
25
33
3
35
40
4
60
53
5
70
56
6
80
59
7
90
64
8
95
66
9
100
68
10
110
71
11
120
74
12
130
77
13
140
81
14
150
83
15
170 250 270 290 310 330 350 400
90 112 118 124 128 134 139 153
410
156
16 17 18 19 20 21 22 23
LAB. DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA
ING. HUATUCO GONZALES, Mario
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INGENIERÍA CIVIL
6. TABLA DE DATOS PROCESADOS 6.1. TABLA N° 02: Calculo de la Fuerza horizontal y de la altura de centro de presiones real.(Yr). Con los datos para la superficie plana. ALTURA Y'i = 2h/3 (m)
N°
PESA (kg)
Y1
Y2=Y1-h Yi = Y'i + Y2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
0.015 0.025 0.035 0.060 0.070 0.080 0.090 0.095 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150
0.027 0.033 0.040 0.053 0.056 0.059 0.064 0.066 0.068 0.071 0.074 0.077 0.081 0.083
0.0180 0.0220 0.0267 0.0353 0.0373 0.0393 0.0427 0.0440 0.0453 0.0473 0.0493 0.0513 0.0540 0.0553
0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198
0.1710 0.1650 0.1580 0.1450 0.1420 0.1390 0.1340 0.1320 0.1300 0.1270 0.1240 0.1210 0.1170 0.1150
15
0.170
0.090
0.0600
0.198
0.1080
0.1890 0.1870 0.1847 0.1803 0.1793 0.1783 0.1767 0.1760 0.1753 0.1743 0.1733 0.1723 0.1710 0.1703 0.1680
Fh
Yr
0.2501 0.3736 0.5489 0.9636 1.0758 1.1941 1.4051 1.4943 1.5862 1.7293 1.8785 2.0339 2.2507 2.3632
0.1677 0.1871 0.1783 0.1741 0.1819 0.1873 0.1791 0.1777 0.1763 0.1778 0.1786 0.1787 0.1739 0.1775 0.1711
2.7786
Yi VS Yr 0.1900 0.1880 0.1860 0.1840 0.1820 0.1800 0.1780 0.1760 0.1740 0.1720 0.1700 0.1650
y = 0.8521x + 0.0282
0.1700
0.1750
LAB. DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA
0.1800
0.1850
0.1900
ING. HUATUCO GONZALES, Mario
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
GRÁFICO (H ; Yi):
CENTRO DE PRESIONES (Yi) 0.1950 0.1900 0.1850 0.1800 0.1750 0.1700 0.1650 0.000
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
GRÁFICO (Yi ; Fh):
FUERZA HORIZONTAL (Fh) 3.0000 2.5000 2.0000 1.5000 1.0000 0.5000 0.0000 0.1650
0.1700
0.1750
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0.1800
0.1850
0.1900
0.1950
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INGENIERÍA CIVIL
GRÁFICO (H ; Fh):
FUERZA HORIZONTAL (Fh) 3.0000 2.5000 2.0000 1.5000 1.0000 0.5000 0.0000 0.000
0.020
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0.040
0.060
0.080
0.100
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6.2. TABLA N° 04: Calculo de la Fuerza horizontal y de la altura de centro de presiones real.(Yr). Con los datos para la superficie plana, y superficie curva. N°
PESA (kg)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
0.015 0.025 0.035 0.060 0.070 0.080 0.090 0.095 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150 0.170 0.250 0.270 0.290 0.310 0.330 0.350 0.400 0.410
ALTURA Y'i = 2h/3 (m) 0.027 0.033 0.040 0.053 0.056 0.059 0.064 0.066 0.068 0.071 0.074 0.077 0.081 0.083 0.090 0.112 0.118 0.124 0.128 0.134 0.139 0.153 0.156
0.0180 0.0220 0.0267 0.0353 0.0373 0.0393 0.0427 0.0440 0.0453 0.0473 0.0493 0.0513 0.0540 0.0553 0.0600 0.0747 0.0787 0.0827 0.0853 0.0893 0.0927 0.1020 0.1040
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Y1 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980
Y2=Y1-h Yi = Y'i + Y2 0.1710 0.1650 0.1580 0.1450 0.1420 0.1390 0.1340 0.1320 0.1300 0.1270 0.1240 0.1210 0.1170 0.1150 0.1080 0.0860 0.0800 0.0740 0.0700 0.0640 0.0590 0.0450 0.0420
0.1890 0.1870 0.1847 0.1803 0.1793 0.1783 0.1767 0.1760 0.1753 0.1743 0.1733 0.1723 0.1710 0.1703 0.1680 0.1607 0.1587 0.1567 0.1553 0.1533 0.1517 0.1470 0.1460
Fh
Yr
0.2501 0.3736 0.5489 0.9636 1.0758 1.1941 1.4051 1.4943 1.5862 1.7293 1.8785 2.0339 2.2507 2.3632 2.7786 4.3031 4.7765 5.2746 5.6204 6.1596 6.6279 8.0302 8.3482
0.1677 0.1871 0.1783 0.1741 0.1819 0.1873 0.1791 0.1777 0.1763 0.1778 0.1786 0.1787 0.1739 0.1775 0.1711 0.1624 0.1580 0.1537 0.1542 0.1498 0.1476 0.1393 0.1373
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Yi VS Yr 0.1950 0.1900
y = 1.1x - 0.0162
0.1850 0.1800 0.1750 0.1700 0.1650 0.1600 0.1550 0.1500 0.1500 0.1550 0.1600 0.1650 0.1700 0.1750 0.1800 0.1850 0.1900
GRÁFICO (H ; Yi):
CENTRO DE PRESIONES (Yi) 0.19 0.18 0.17 0.16 0.15 0.14 0.000
0.050
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0.100
0.150
0.200
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INGENIERÍA CIVIL
GRÁFICO (Yi ; Fh):
FUERZA HORIZONTAL (Fh) 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0.14
0.15
0.16
0.17
0.18
0.19
GRÁFICO (H ; Fh):
FUERZA HORIZONTAL (Fh) 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0.010
0.060
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0.110
0.160
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CONCLUSIONES: o o
o
o
o
En la práctica de laboratorio pudimos afianzar satisfactoriamente los conceptos de peso, fuerza de empuje y densidad de una sustancia. Experimentalmente se ha verificado que a medida que aumentamos la masa al sistema, será necesario conseguir una fuerza capaz de recuperar la estabilidad del sistema. Esta fuerza equilibradora se obtiene de la presión hidrostática que se genera en la superficie sumergida al verter agua en el depósito. Concluimos que es cierto que todos los cuerpos al estar sumergidos en un fluido experimentan una fuerza de empuje hacia arriba, por el principio de ARQUÍMIDES, pues los fluidos resistencia al sólido sumergido en ellos para equilibrar el sistema. Demostramos experimentalmente que la profundidad es inversamente proporcional al volumen de agua, ya que cada vez que aumentamos agua al sistema, disminuye la profundidad de la compuerta. Que para tener mayor precisión debemos de tener nivelado el equipo.
RECOMENDACIONES: o o
o
o o
Recomendamos poner atención en los fenómenos que se producen con el equipo, y diferenciar los conceptos de peso, fuerza de empuje y densidad de campo. Se recomienda observar atentamente la capacidad de empuje que produce el equipo, pero como se observó la presión del agua no es suficiente para lograr la estabilidad así que necesitaremos aumentar poco a poco una cantidad de agua. Para todo tipo de ensayo se recomienda tener una base teórica, para así facilitar el desarrollo de dicho ensayo, logrando también una mejor comprensión de lo fenómenos observados. Recomendamos tener bien claro la relación que existe entre la profundidad y el volumen de agua (IP). También se recomienda antes de empezar a realizar el ensayo, verificar que el equipo este totalmente nivelado, verificando también que no exista movimiento que afecte al equipo para no cometer errores de lectura.
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1. DATOS GENERALES 1.1. Tema: CENTRO DE PRESIONES 1.2. Fecha: FECHA DEL ENSAYO : 16 DE OCTUBRE DE 2012. FECHA DE ENTREGA DEL INFORME : 23 DE OCTUBRE DE 2012. 1.3. Lugar: Departamento : Junín Provincia : Huancayo Distrito : Huancayo Lugar : Facultad de Ingeniería – Giráldez. Anexo : Laboratorio de Mecánica de Fluidos e Hidráulica. 1.4. Participante: RUPAY VARGAS, Marcos Josué. 1.5. Modulo: FME – 08 2. OBJETIVO DETERMINAR LAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS A 0°. 3. EQUIPOS Y/O MATERIALES Equipo deCentro de presiones– FME 08.
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Pesas
Valde Jarra
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4. PROCEDIMIENTO 4.1. El equipo de centro de presiones, se instaló sobre el banco hidráulico. 4.2. Se procede a equilibrar a cero grados (0°) el porta pesas con el equipo de centro de priones.
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4.3. Una vez equilibrado se procede a incrementarle pesas en el porta pesas, y el equilibrio se logra con la ayuda del agua.
NIVEL DEL AGUA
4.4. Una vez equilibrada, se procede a tomar los datos del peso de las pesas; y la altura del agua. 4.5. La misma rutina se sigue, cuando se aumenta pesas; desde los pasos 4.3 y 4.4. 4.6. Una vez concluida con el ensayo se toma la medida del brazo que soporta el porta pesas; también se mide la altura desde la base del cuerpo sumergido hasta el eje del brazo que soporta el porta pesas.
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5. TABLA DE REGISTROS 5.1. TABLA N° 01:En esta tabla se registraron los datos de los pesos de las pesas y la altura del agua de la superficie sumergida.
SUPERFICIE CURVA
SUPERFICIE PLANA
BASE Y1 X ρ
0.07 0.285 0.198 999.1
m m m Kg/m3
N°
PESA (g)
ALTURA (mm)
1
15
27
2
25
33
3
35
40
4
60
53
5
70
56
6
80
59
7
90
64
8
95
66
9
100
68
10
110
71
11
120
74
12
130
77
13
140
81
14
150
83
15
170 250 270 290 310 330 350 400
90 112 118 124 128 134 139 153
410
156
16 17 18 19 20 21 22 23
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6. TABLA DE DATOS PROCESADOS 6.1. TABLA N° 02: Calculo de la Fuerza horizontal y de la altura de centro de presiones real.(Yr). Con los datos para la superficie plana. ALTURA Y'i = 2h/3 (m)
N°
PESA (kg)
Y1
Y2=Y1-h Yi = Y'i + Y2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
0.015 0.025 0.035 0.060 0.070 0.080 0.090 0.095 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150
0.027 0.033 0.040 0.053 0.056 0.059 0.064 0.066 0.068 0.071 0.074 0.077 0.081 0.083
0.0180 0.0220 0.0267 0.0353 0.0373 0.0393 0.0427 0.0440 0.0453 0.0473 0.0493 0.0513 0.0540 0.0553
0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198 0.198
0.1710 0.1650 0.1580 0.1450 0.1420 0.1390 0.1340 0.1320 0.1300 0.1270 0.1240 0.1210 0.1170 0.1150
15
0.170
0.090
0.0600
0.198
0.1080
0.1890 0.1870 0.1847 0.1803 0.1793 0.1783 0.1767 0.1760 0.1753 0.1743 0.1733 0.1723 0.1710 0.1703 0.1680
Fh
Yr
0.2501 0.3736 0.5489 0.9636 1.0758 1.1941 1.4051 1.4943 1.5862 1.7293 1.8785 2.0339 2.2507 2.3632
0.1677 0.1871 0.1783 0.1741 0.1819 0.1873 0.1791 0.1777 0.1763 0.1778 0.1786 0.1787 0.1739 0.1775 0.1711
2.7786
Yi VS Yr 0.1900 0.1880 0.1860 0.1840 0.1820 0.1800 0.1780 0.1760 0.1740 0.1720 0.1700 0.1650
y = 0.8521x + 0.0282
0.1700
0.1750
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0.1800
0.1850
0.1900
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INGENIERÍA CIVIL
GRÁFICO (H ; Yi):
CENTRO DE PRESIONES (Yi) 0.1950 0.1900 0.1850 0.1800 0.1750 0.1700 0.1650 0.000
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
GRÁFICO (Yi ; Fh):
FUERZA HORIZONTAL (Fh) 3.0000 2.5000 2.0000 1.5000 1.0000 0.5000 0.0000 0.1650
0.1700
0.1750
LAB. DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA
0.1800
0.1850
0.1900
0.1950
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GRÁFICO (H ; Fh):
FUERZA HORIZONTAL (Fh) 3.0000 2.5000 2.0000 1.5000 1.0000 0.5000 0.0000 0.000
0.020
LAB. DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA
0.040
0.060
0.080
0.100
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6.2. TABLA N° 04: Calculo de la Fuerza horizontal y de la altura de centro de presiones real.(Yr). Con los datos para la superficie plana, y superficie curva. N°
PESA (kg)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
0.015 0.025 0.035 0.060 0.070 0.080 0.090 0.095 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150 0.170 0.250 0.270 0.290 0.310 0.330 0.350 0.400 0.410
ALTURA Y'i = 2h/3 (m) 0.027 0.033 0.040 0.053 0.056 0.059 0.064 0.066 0.068 0.071 0.074 0.077 0.081 0.083 0.090 0.112 0.118 0.124 0.128 0.134 0.139 0.153 0.156
0.0180 0.0220 0.0267 0.0353 0.0373 0.0393 0.0427 0.0440 0.0453 0.0473 0.0493 0.0513 0.0540 0.0553 0.0600 0.0747 0.0787 0.0827 0.0853 0.0893 0.0927 0.1020 0.1040
LAB. DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA
Y1 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980 0.1980
Y2=Y1-h Yi = Y'i + Y2 0.1710 0.1650 0.1580 0.1450 0.1420 0.1390 0.1340 0.1320 0.1300 0.1270 0.1240 0.1210 0.1170 0.1150 0.1080 0.0860 0.0800 0.0740 0.0700 0.0640 0.0590 0.0450 0.0420
0.1890 0.1870 0.1847 0.1803 0.1793 0.1783 0.1767 0.1760 0.1753 0.1743 0.1733 0.1723 0.1710 0.1703 0.1680 0.1607 0.1587 0.1567 0.1553 0.1533 0.1517 0.1470 0.1460
Fh
Yr
0.2501 0.3736 0.5489 0.9636 1.0758 1.1941 1.4051 1.4943 1.5862 1.7293 1.8785 2.0339 2.2507 2.3632 2.7786 4.3031 4.7765 5.2746 5.6204 6.1596 6.6279 8.0302 8.3482
0.1677 0.1871 0.1783 0.1741 0.1819 0.1873 0.1791 0.1777 0.1763 0.1778 0.1786 0.1787 0.1739 0.1775 0.1711 0.1624 0.1580 0.1537 0.1542 0.1498 0.1476 0.1393 0.1373
ING. HUATUCO GONZALES, Mario
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
Yi VS Yr 0.1950 0.1900
y = 1.1x - 0.0162
0.1850 0.1800 0.1750 0.1700 0.1650 0.1600 0.1550 0.1500 0.1500 0.1550 0.1600 0.1650 0.1700 0.1750 0.1800 0.1850 0.1900
GRÁFICO (H ; Yi):
CENTRO DE PRESIONES (Yi) 0.19 0.18 0.17 0.16 0.15 0.14 0.000
0.050
LAB. DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA
0.100
0.150
0.200
ING. HUATUCO GONZALES, Mario
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
GRÁFICO (Yi ; Fh):
FUERZA HORIZONTAL (Fh) 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0.14
0.15
0.16
0.17
0.18
0.19
GRÁFICO (H ; Fh):
FUERZA HORIZONTAL (Fh) 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0.010
0.060
LAB. DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA
0.110
0.160
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FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
CONCLUSIONES: o o
o
o
o
En la práctica de laboratorio pudimos afianzar satisfactoriamente los conceptos de peso, fuerza de empuje y densidad de una sustancia. Experimentalmente se ha verificado que a medida que aumentamos la masa al sistema, será necesario conseguir una fuerza capaz de recuperar la estabilidad del sistema. Esta fuerza equilibradora se obtiene de la presión hidrostática que se genera en la superficie sumergida al verter agua en el depósito. Concluimos que es cierto que todos los cuerpos al estar sumergidos en un fluido experimentan una fuerza de empuje hacia arriba, por el principio de ARQUÍMIDES, pues los fluidos resistencia al sólido sumergido en ellos para equilibrar el sistema. Demostramos experimentalmente que la profundidad es inversamente proporcional al volumen de agua, ya que cada vez que aumentamos agua al sistema, disminuye la profundidad de la compuerta. Que para tener mayor precisión debemos de tener nivelado el equipo.
RECOMENDACIONES: o o
o
o o
Recomendamos poner atención en los fenómenos que se producen con el equipo, y diferenciar los conceptos de peso, fuerza de empuje y densidad de campo. Se recomienda observar atentamente la capacidad de empuje que produce el equipo, pero como se observó la presión del agua no es suficiente para lograr la estabilidad así que necesitaremos aumentar poco a poco una cantidad de agua. Para todo tipo de ensayo se recomienda tener una base teórica, para así facilitar el desarrollo de dicho ensayo, logrando también una mejor comprensión de lo fenómenos observados. Recomendamos tener bien claro la relación que existe entre la profundidad y el volumen de agua (IP). También se recomienda antes de empezar a realizar el ensayo, verificar que el equipo este totalmente nivelado, verificando también que no exista movimiento que afecte al equipo para no cometer errores de lectura.
LAB. DE MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA
ING. HUATUCO GONZALES, Mario
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