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PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS MABEL GARCIA GONZALES PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS MABEL GARCIA GONZALES

INGENIERÍA CIVIL INGENIERÍA CIVIL

INFORME DE LABORATORIO

Nombre: Mabel García Gonzales

Materia: Mecánica de fluidos

Título de experimento: Perdida en tubería

Profesor: Abel Muñiz

Fecha de experimento: 25/04/2015

Fecha de presentación: 28/04/2015

1. RESUMEN

El presente informe trata sobre el ensayo de laboratorio de perdida de tubería, tema de mucha importancia en la mecánica de los fluidos ya que nos consiste en realizar y demostrar las pérdidas de tuberías ya sea por locales o por fricción el cual se va realizar el ensayo.

This report discusses the laboratory test loss pipe issue of great importance in fluid mechanics as we is to perform and show losses of pipes either local or friction which is conducting the test.

TABLA DE CONTENIDO

1. RESUMEN....…………………………………..………………. 12. TABLA DE CONTENIDO……………………………………...23. INTRODUCCIÓN.………………………..………...………….. 2 4. OBJETIVO ESPECÍFICO….……………..……………………. 25. MARCO TEÓRICO.....……………………..………..………… 36. PROCCEDIMIENTO……………………………………………47. RESULTADOS………………………………………………….58. CONCLUNSIONES.…………………………..……………..… 6 9. ANEXOS………………………………………………...............610.2. INTRODUCCIÓN

El presente informe trata sobre el ensayo de laboratorio de perdida de tubería, tema de mucha importancia en la mecánica de los fluidos ya que nos consiste en realizar y demostrar las pérdidas de tuberías ya sea por locales o por fricción el cual se va realizar el ensayo. Un flujo en una tubería viene acompañado de una perdida de energía que suelen expresarse en términos de energía por unidad de peso del fluido circulante (dimensiones de longitud) denominada habitualmente perdida de carga. Establecido en la ecuación de energía entre dos sesiones de una tubería (primer principio de termodinámica) Q-W=∆E) se tiene:

- La pérdida de carga en una tubería o canal, es la pérdida de presión en un fluido debido a la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes de la tubería que las conduce. Las pérdidas pueden ser continuas,

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a lo largo de conductos regulares, o accidentales o localizadas, debido a circunstancias particulares, como un estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia de una válvula, etc.

3. OBJETIVO ESPECÍFICO- Determinar las pérdidas de carga en tuberías y accesorios de

diferentes diámetros a fin de que el estudiante pueda visualizar la importancia de las mismas, y que pueda comprobar cómo varían las pérdidas según que el flujo sea a lo largo de una tubería o cuando discurre a través de accesorios y piezas especiales.

4. MARCO TÓRICO Las pérdidas que ocurren en tuberías debido al dobles codos

juntas válvulas etc., se llaman perdidas menores, nombre que podemos considerar incorrecto porque en muchas ocasiones son más importantes que las perdidas debidas a la fricción en el tubo pero el nombre es convencional. Las perdidas menores ocurren de una manera puntual mientras que la fricción y la viscosidad ocurren de una manera distribuida.

A continuación se determinara dos tipos de perdidas:

hT=h f+hL

PERDIDAS LOCALES

Esta pérdida locales son el resultado de las turbulencias que se producen ante la presencia cualquier tipo de accesorios de la conducción tales como expansiones, expulsiones.

Estos cambios originan pérdidas de energía distintas a las de fricción localizada en el mismo lugar de cambio de geometría o alteración de flujo, y los distintos dispositivos para el control de las descargas (válvulas y compuertas). Su magnitud se expresa como una fracción de la carga de velocidad, inmediatamente aguas abajo del sitio donde se produjo la perdida.

h1=KV 2

2g

PERDIDA POR FRICCION

Las pérdidas de fricción se deben al esfuerzo cortante entre el fluido y las paredes de las tuberías y se calculan como el producto entre la cabeza de velocidad del flujo

Y entre la longitud del flujo y diámetro de la tubería y por un factor de fricción F el cual viene de la rugosidad del material que compone la conducción.

h f=fLV 2

D2 g

También se puede determinar ya mencionado los anteriores la perdida por fricción y por accesorios el cual se denomina de la siguiente manera:

PERDIDA POR FRICCION

f=h fDL

2 g

V 2

Pérdidas en tuberías

Pérdidas por fricción

Pérdidas locales





Para una tubería horizontal cuando se representa la perdida por fricción:

PERDIDA POR ACCESORIOS

K L=hL2g

V 2

Lo mismo se determinaría para la pérdida de accesorios ya que eso de determina en el conducto:

DETERMINACION DE PÉRDIDAS DISTRIBUIDAS

Para una tubería a cota constante (las secciones de entrada y de salida a la misma altura) y a sección constante (diámetro de la tubería) las pérdidas distribuidas debido a fricción en las paredes pueden expresarse con la relación:

Dónde:

Op = P1-P2 = K (Q2 )

K: Op / Q2

Op : perdida de carga en metros de columna de agua (MH2O)

P: presiones en metro de columna de agua (MH2O).

K: factor de perdida.

Q: caudal en unidades de volumen por tiempo determinado.

Usualmente para cada tubería se encuentran tabuladas las perdidas unitarias P en milímetros de columna de agua por metro de tubería en función del caudal o de las constantes independientes del caudal definidas de la siguiente manera:

K = p/Q

Estos dos parámetros se obtienen experimentalmente en forma muy simple





P= (1000 Op)

L= longitud del tubo considerado en metros (m).

K= se obtiene con la misma definición vista más arriba.

DETERMINACION DE PÉRDIDAS EN LAS CURVAS

Las instalaciones poseen tubos de prueba con curvas a greca y con curvas de 800° circulares. En este experimento se utiliza siempre el de circulares.

Se procede como la experiencia anterior pero considerando los órganos de interjección regulables y determinados del caudal con su grado de estrechamiento. En general interesa conocer la ley de correspondencia entre grado de estrechamiento y perdida.

Cada tipo de válvulas se construye con ciertas exigencias, las válvulas más comunes son:

• Válvulas de compuertas

• Válvulas de hongo

• Válvulas de aguja

El factor de perdida relativo a una curva doble se determina por medio de la fórmula:

Kp= ((P1-P2) / N1 + (P1-P3) / N2 +…….+ (P1 –Pn /Nn/M))

Ko= Kp /Q2 (1 / L)

Dónde:

Kp: promedio de los puntos

Ko: coeficiente de corrección de perdidas

M: número de puntos tomados en cuenta

N1,N2,Nn: número de curvas dobles existentes entre un punto de toma de presión y el siguiente.

Q: caudal relativo en litro por segundo (L/s).

P: presión en los puntos considerados en metro de columna de agua (MH2O)

L: longitud total del tubo tomando en cuenta las curvas dobles

l : longitud de una curva doble.

Materiales1. Tuberías2. Válvulas 3. Un taque 4. Diafragma5. Agua de reservorio6. Tablero de manómetro7. Tablero de conexiones8. Codos 9. T 10.Mangueras

5. PROCEDIMIENTO 1.- Montar en un tubo rectilíneo a cuota constante y concreta las piezométrica en la primera y en la segunda toma de presiones (las mismas pruebas se pueden efectuar con una de estas dos relaciones).2.- En por lo menos tres caudales diversos medir a régimen:

Presión estática inicial (MH2O)





Presión estática final (MH20) La longitud L del tubo considerado en metros

3.- Calcular para cada prueba las pérdidas. (P = P-P2)4. -Calcular el factor de pérdida5.-La pérdida P6.- Calcular la constante K

6. RESULTADOS

DATOS DEL ENSAYO

Caudal (m3/s)Cabeza de

velocidad, hv (m)Diferencia de

alturas, ∆ h(cm)0.0091 0.510 32.50.0069 0.292 17.50.0021 0.027 1.50.0042 0.107 6.0

CÁLCULO DE FACTOR DE ACCESORIOCabeza de

velocidad, hv (m)Pérdidas, hL(m)

Factor de pérdidas, K L

0.510 4.10 8.030.292 2.21 7.560.027 0.19 7.060.107 0.76 7.09

Regresión Lineal: hL=7.8884hv

R2 =0.9976 K L=7.89

7. CONCLUSIONES

Llegamos a la conclusión que si podemos determinar la perdida en tuberías, por lo que, estos pasan por unas determinadas tuberías y llegan a un lugar en este caso de depósito el cual se halla y se verifica la cantidad que contiene. Y se recomienda primero mantener las tuberías superior e inferior cerrados ya que solo se trabajara con la intermedia.

11. ANEXOS







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