Determinación experimental del caudal mediante regresión lineal: Un sistema didáctico y asequible de mecánica de fluidos

Durante el dictado de clases de Mecánica de Fluidos, se desarrolló un sistema didáctico de bajo costo y circuito cerrado para la medición de caudal volumétrico (Q) mediante el método de regresión lineal. El sistema utiliza una bomba sumergible económica y un variador de voltaje que permite variar y...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Salinas Garcia, Iván
Formato: Artículo revista
Lenguaje:Español
Publicado: Asociación de Profesores de Física de la Argentina 2025
Materias:
Didactic system
Flow rate measurement
Linear regression
Least Squares
Low-cost
Sistema didáctico
Medición de caudal
Regresión lineal
Mínimos Cuadrados
Bajo costo
Acceso en línea:https://revistas.unc.edu.ar/index.php/revistaEF/article/view/51179
Aporte de:
Revista de Enseñanza de la Física de Universidad Nacional de Córdoba
id I10-R316-article-51179
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spelling I10-R316-article-511792025-12-17T22:00:05Z Determinación experimental del caudal mediante regresión lineal: Un sistema didáctico y asequible de mecánica de fluidos Experimental determination of flow rate using linear regression: A didactic and affordable system of fluid mechanics Salinas Garcia, Iván Didactic system Flow rate measurement Linear regression Least Squares Low-cost Sistema didáctico Medición de caudal Regresión lineal Mínimos Cuadrados Bajo costo Durante el dictado de clases de Mecánica de Fluidos, se desarrolló un sistema didáctico de bajo costo y circuito cerrado para la medición de caudal volumétrico (Q) mediante el método de regresión lineal. El sistema utiliza una bomba sumergible económica y un variador de voltaje que permite variar y ajustar el caudal, verificado con un flujómetro rotámetro de referencia. Esta capacidad es crucial para asignar diferentes valores experimentales a grupos de estudiantes, fomentando la independencia en el análisis estadístico y evitando la copia de datos. El diseño permite la recirculación continua del agua, haciendo el experimento sostenible y de fácil implementación en el aula. La metodología consistió en recolectar múltiples pares de datos discretos de Volumen (V) vs. Tiempo (t) y ajustar estos datos al modelo lineal V = A + Bt. Los resultados para un caudal de referencia de 4,0 L/min (66,67 cm3/s) arrojaron un caudal calculado por regresión de 70,14 cm3/s (R2= 0,9997) con un porcentaje de diferencia (%D) del 5,20%. Se concluye que el sistema provee una herramienta de laboratorio precisa y asequible que es didácticamente superior por su modelo de recirculación y su enfoque en el análisis estadístico riguroso e individualizado. During Fluid Mechanics classes, a low-cost, closed-loop didactic system was developed for measuring volumetric flow rate (Q) using the linear regression method. The system utilizes an economical submersible pump and a voltage variator, which allows varying and adjusting the flow rate, verified with a reference rotameter/flow meter. This capability is crucial for assigning different experimental values to student groups, promoting independent statistical analysis and preventing data copying. The design allows for continuous water recirculation, making the experiment sustainable and practical. The methodology consisted of collecting multiple discrete Volume (V) vs. Time (t) data pairs and fitting these data to the linear model V = A + Bt. Results for a reference flow rate of 4,0 L/min (66,67 cm3/s) yielded a regression-calculated flow rate of 70,14 cm3/s (R2= 0,9997) with a percentage difference (%D) of 5,20%. It is concluded that the system provides a precise and affordable laboratory tool that is didactically superior due to its recirculation model and its focus on rigorous and individualized statistical analysis. Asociación de Profesores de Física de la Argentina 2025-12-17 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf text/html https://revistas.unc.edu.ar/index.php/revistaEF/article/view/51179 10.55767/2451.6007.v37.n2.51179 Revista de Enseñanza de la Física; Vol. 37 Núm. 2 (2025): Julio - Diciembre; 125-135 Revista de Enseñanza de la Física; v. 37 n. 2 (2025): Julho - Dezembro; 125-135 2250-6101 0326-7091 10.55767/2451.6007.v37.n2 spa https://revistas.unc.edu.ar/index.php/revistaEF/article/view/51179/51565 https://revistas.unc.edu.ar/index.php/revistaEF/article/view/51179/51566 http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
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