PRESENTACIÓN DE DATOS A lo largo del laboratorio laboratorio se tomaron los datos provenientes provenientes del instrumento instrumento de medición, los cuales fueron consignados en las siguientes tablas:
Hierro galvanizado: Reporte de datos para tiempos de aforo volumétricos. %olumen %olumen del a&oro !L$ 'i(metro de salida !cm$ %olumen del a&oro !m)3$ 'i(metro de salida !m$ iempo t1 t2 t3 Promedio
Ensayo 1 26,01 27,23 26,26 26,5
15 2,64 0,015 0,0264
Ensayo 2 30,99 32,07 31,03 31,3633333
Registro de datos experimentales de las alturas piezométricas. #ar*a en tan+ue !,$ !cm$ 'i(metro interno del tu-o !in$ Lon*itud entre piezómetros !cm$ Lectura del piezómetro P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 emperatura !"#$
84,5 1 65
#ar*a en tan+ue !,$ !m$ 0,845 'i(metro interno del tu-o !m$ Lon*itud entre piezómetros !m$ Ensayo 1 74,3 64,1 60,7 55,3 48,3 42,2 37,5 33,3 28,4 25,8 22 2 2,6 17,1 17 15
0,0254 0,65
Ensayo 2 78,5 71,8 69,6 66,2 61,5 57,6 54,6 52,1 48,5 47,1 45 41,6 41,7 15
PVC: Reporte de datos para tiempos de aforo volumétricos. %olumen del a&oro !L$ 'i(metro de salida !cm$ %olumen del a&oro !m)3$ 'i(metro de salida !m$ iempo t1 t2 t3 promedio
Ensayo 1 16 16,2 16,2 16,1333333
15 2,94 0,015 0,0294
Ensayo 2 19,6 19,4 18,9 19,3
Registro de datos experimentales de las alturas piezométricas. #ar*a en tan+ue !,$ !cm$ 'i(metro interno del tu-o !in$ Lon*itud entre piezómetros !cm$ Lectura del piezómetro P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 emperatura !"#$
84,5 1 65
#ar*a en tan+ue !,$ !m$ 'i(metro interno del tu-o !m$ Lon*itud entre piezómetros !m$ Ensayo 1 66,5 62,5 56,5 50,5 47,5 43 38 32 24 21,5 17,5 14 15
CÁLCULOS
0,845 0,0254 0,65
Ensayo 2 73 70,5 66 62 60 57 53,5 49,5 43,5 42 39,5 37 15
Todos los cálculos de los diferentes ensayos an sido consignados en las siguientes tablas, cabe destacar !ue para obtener los diferentes valores se an usado formulas descritas anteriormente.
Hierro galvanizado: Ensay o n.me ro 1 2
/ !m)3s$
% !ms*$
% !m)2s*$
'
&ep
0,00056 604 0,00047 827
1,03406 455 0,87371 805
1,15224E06 1,15224E06
22794,8 422 19260,1 76
0,0059055 12 0,0059055 12
0,33333 333 0,21610 601
Ensayo n.mero
1 2
!&$ #ole-ro o:; ile 0,03553 731 0,03610 443
E3 3,92282 756 14,1213 866
!&$ odr<*uez '
0,024345558
0,025133332
!& !& teóric teórico$ o$ !&ep$ 'arcy 'ia*ra eis-ac ma de oody 0,03414 0,32217 0,033 324 209 0,03100 0,24394 0,035 599 355
E4
40,2442 402 23,3660 029
!&$ =amee y >ain
0,035829135
0,036402498
E5
4,70536 561 14,8245 623
E1
!& teórico$ ,azen illian
E2
3,46437 256 11,4114 666
0,34039 177 0,24918 944
2,073620 13 13,27641 69
!#,$ teórico
!#,$ eperime ntal
E6
121,25450 1,045422 7 62 7,897483 120 129,47698 2 120
"abe destacar !ue para calcular el factor de fricción, empleando la ecuación de "olebroo#$%ile se efectuaron las siguientes iteraciones: !&$ #ole-roo:; ile ?o ? 3,16227766 5,41017009 5,41017009 5,29978293 5,29978293 5,30488836 5,30488836 5,30465157 5,30465157 5,30466255 5,30466255 5,30466204 5,3046620 5,3046620
!&$ #ole-roo:; ile ?o ? 3,16227766 5,38030035 5,38030035 5,25671237 5,25671237 5,26315504 5,26315504 5,262818 5,262818 5,26283563 5,26283563 5,2628347 5,2628347 5,2628347
A continuación se mostrará cómo se a determinado el coeficiente de fricción teórico por medio del diagrama de &oody
Análogamente presentaremos gráficas de la l'nea piezométrica y de energ'a para los dos ensayos. 'istancia 0 0,65 1,3 1,95 2,6 3,25 3,9 4,55
Piezómetro 4 5 6 7 8 9 10 11
L
%A2* 0,054499974 0,054499974 0,054499974 0,054499974 0,054499974 0,054499974 0,054499974 0,054499974
L
Ensayo .mero 1 0.7 0.6 0.5 0.4
?ltura !m$
Línea Piezométrica Línea de Energía
0.3 0.2 0.1 0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
'istancia ,orizonta l !m$
'istancia 0 0,65 1,3 1,95 2,6 3,25 3,9 4,55
Piezómetro 4 5 6 7 8 9 10 11
L
%A2* 0,038908422 0,038908422 0,038908422 0,038908422 0,038908422 0,038908422 0,038908422 0,038908422
L
Ensayo .mero 2 0.8 0.7 0.6 0.5
?ltura !m$
Línea de energía
0.4
Línea Piezométrica
0.3 0.2 0.1 0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
'istancia ,orizonta l !m$
PVC:
Ensa yo n.me ro 1 2
/ !m)3s$
0,00092 975 0,00077
% !ms*$
% !m)2s* $
'
&ep
1,36956 488 1,14485
1,15224E06 1,15224E-
30190,5 865 25237,0
5,90551E -05 5,90551E
0,336391 437 0,229357
!&ep$
!& teóric o$ 'ia*ra ma de oody
!& teórico$ 'arcy eis-ac
0,01964 0,426425 0,0249 269 575 0,01916 0,0259 0,309939
E1
21,1136 815 25,9992
!& teórico$ ,azen illian
E2
0,37886 11,21090 573 89 0,27190 15,64759
72
!&$ #ole-ro o:; ile
Ensayo n.mero 1 2
216
06
36
E3
-05
798
!&$ odr<*uez '
18,2576 38 0,02506 23,5200 043 603 0,02403
0,023086342 0,02388172
E4 14,9163 899 19,7453 11
62
735
!&$ =amee y >ain
0,023521244 0,024536578
E5 16,48956 606 21,88723 27
274
!#, $ teóric o
429
96
!#,$ eperime ntal
159,78282 4 159,18289 150 6 150
E6 6,521882 535 6,121930 744
"abe destacar !ue para calcular el factor de fricción, empleando la ecuación de "olebroo#$%ile se efectuaron las siguientes iteraciones: !&$ #ole-roo:; ile
!&$ #ole-roo:; ile
?o
?
?o
?
3,16227766
7,04628859
3,16227766
6,89824233
7,04628859
6,3762371
6,89824233
6,24214453
6,3762371
6,4607853
6,24214453
6,32703027
6,4607853
6,44965203
6,32703027
6,31556916
6,44965203
6,45110992
6,31556916
6,31710781
6,45110992
6,45091887
6,31710781
6,31690109
6,45091887
6,45094391
6,31690109
6,31692886
6,45094391
6,45094062
6,31692886
6,31692513
6,45094062
6,45094105
6,31692513
6,31692563
6,3169256
6,3169256
A continuación se mostrará cómo se a determinado el coeficiente de fricción teórico por medio del diagrama de &oody
Análogamente presentaremos gráficas de la l'nea piezométrica y de energ'a para los dos ensayos. 'istancia
Piezómetro
L
%A2*
L
0 0,65 1,3 1,95 2,6 3,25 3,9 4,55
4 5 6 7 8 9 10 11
0,665 0,625 0,565 0,505 0,475 0,43 0,38 0,32
0,093044069
0,758044069 0,718044069 0,658044069 0,598044069 0,568044069 0,523044069 0,473044069 0,413044069
Ensayo .mero 1 0.8 0.7 0.6 0.5
?ltura !m$
Linea Piezometrica
0.4
Linea de energia
0.3 0.2 0.1 0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
'istancia ,orizonta l !m$
'istancia 0
Piezómetro 4
L
%A2* 0,065016306
L
0,65 1,3 1,95 2,6 3,25 3,9 4,55
5 6 7 8 9 10 11
0,705 0,66 0,62 0,6 0,57 0,535 0,495
0,065016306 0,065016306 0,065016306 0,065016306 0,065016306 0,065016306 0,065016306
0,770016306 0,725016306 0,685016306 0,665016306 0,635016306 0,600016306 0,560016306
Ensayo .mero 2 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5
?ltura !m$
0.4 0.3 0.2 0.1 0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
'istancia ,orizontal !m$
ANÁLISIS Y RESULTADOS (i analizamos cuidadosamente los datos de salida producto de realizar los respectivos cálculos con los datos de entrada y las respectivas graficas podemos observar !ue:
)a pérdida de carga orizontal calculada experimentalmente para el caso de la tuber'a de ierro galvanizado es muy próximo al valor teórico calculado con la ecuación de *arcy$%eisbac arro+ando como error m'nimo el -. )a pérdida de carga orizontal calculada experimentalmente para el caso de la tuber'a de ierro galvanizado es muy próximo al valor teórico calculado con la ecuación de azen %illiam arro+ando como error m'nimo el /-. 0l factor de fricción calculado experimentalmente para el caso de la tuber'a de ierro galvanizado es muy próximo al tomado del diagrama de &oody en uno de sus casos, puesto !ue en el otro está un poco ale+ado, pero no de forma substancial. 0l factor de fricción calculado experimentalmente para el caso de la tuber'a de ierro galvanizado en comparación con el obtenido mediante la ecuación de Rodr'guez *'az está muy ale+ado siendo el m'nimo error /- y el máximo 12-. 0l factor de fricción calculado experimentalmente para el caso de la tuber'a de ierro galvanizado en comparación con la ecuación de "olebroo#$%ile y (3amee y 4air presentan valores no muy ale+ados siendo - y 1-
4.5
5
respectivamente, errores admisibles con relación a la ecuación de Rodr'guez *'az. )a pérdida de carga orizontal calculada experimentalmente para el caso de la tuber'a de 56" no es muy próximo al valor teórico calculado con la ecuación de *arcy$%eisbac arro+ando errores de /7- y /8)a pérdida de carga orizontal calculada experimentalmente para el caso de la tuber'a de 56" no es muy próximo al valor teórico calculado con la ecuación de azen %illiam arro+ando como error m'nimo el 77-. 0l factor de fricción calculado experimentalmente para el caso de la tuber'a de 5"6 en comparación con la ecuación de "olebroo#$%ile, Rodr'guez *'az y (3amee y 4air están muy separados siendo los errores m'nimos 79-, 71- y 7- respectivamente. ;n posible factor !ue pudo aber causado errores elevados es la mala determinación del caudal, elemento esencial para todos y cada uno de los datos.
CONCLUSIONES
•
•
•
"on relación a los datos obtenidos durante el desarrollo de la practica podemos argumentar !ue son relativamente buenos puesto !ue a pesar !ue en algunos casos no cumplen con lo esperado, ay otros tantos !ue se acercan muco en la relación valor teórico, valor experimental, lo cual los lleva a pensar posiblemente !ue los errores se ayan presentado por la mala lectura de los diferentes instrumentos de medición. =tro aspecto !ue nos ace pensar !ue la practica fue efectuada exitosamente son las gráficas la l'nea piezométrica y de energ'a !ue cumplen con lo esperado y se mane+an de una forma uniforme para los cuatro ensayos. (i se desea obtener datos cuyo nivel de certeza sea aceptable se recomienda realizar cálculos por las diferentes ecuaciones estudiadas indistintamente del autor puesto !ue nos proporcionan datos muy cercanos entre s'. 0l uso de los métodos numéricos y de las ecuaciones emp'ricas suponen un factor importante en el cálculo del factor de fricción.
REERENCIA !I!LIO"RÁICA Y CI!ER"RAIA
LA!ORATORIO No# $ DETER%INACIÓN E&PERI%ENTAL DE P'RDIDAS POR RICCIÓN EN TU!ER(AS HORI)ONTALES
Traba+o presentado por:
LUIS ARTURO *UNIOR PORTILLA LÓPE)
ANDRES %AURICIO "UANCHA !UR"OS Al docente:
IN"# P+#D# "USTAVO CORDO!A "UERRERO Asignatura:
HIDRÁULICA
UNIVERSIDAD DE NARI,O IN"ENIER(A CIVIL VI SE%ESTRE SAN *UAN DE PASTO -.$/ LA!ORATORIO No# $ DETER%INACIÓN E&PERI%ENTAL DE P'RDIDAS POR RICCIÓN EN TU!ER(AS HORI)ONTALES
LUIS ARTURO *UNIOR PORTILLA LÓPE) ANDRES %AURICIO "UANCHA !UR"OS
UNIVERSIDAD DE NARI,O IN"ENIER(A CIVIL VI SE%ESTRE SAN *UAN DE PASTO -.$/
