Perdida de caudal por fricción en los accesorios. Universidad Andina Del Cusco.Full description
Descripción: Perdida de caudal por fricción en los accesorios. Universidad Andina Del Cusco.
perdidas de cragaDescripción completa
Mecánica de Fluidos II, Ingeniería Civil.
Descripción completa
Determinacion Experimental de perdidas por friccion en tuberias horizontaleDescripción completa
Full description
Descripción: Pérdidas de flujo y presión en tuberías por esfuerzos cortantes
Corte Por FriccionDescripción completa
corte por friccionDescripción completa
Full description
Descripción completa
apuntesDescripción completa
Descripción completa
LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS I VII SEMESTRE PERDIDAS DE CARGAS EN TUBERIAS
Introducción
Al fluir fl uir un líquido a través de una tubería siempre se da a cabo una perdida de energía. Esto se lleva a cabo por el rozamiento que tiene dicho fluido con las paredes de la tubería en la cual fluye.
En caso de tuberías horizontales es decir con las que se trabajaron, la perdida de carga se manifiesta como una disminución de presión en el sentido del flujo La resistencia al flujo en tubos, no siempre se da por la longitud de la tubería sino también por los accesorios de estas mismas mi smas como por ejemplo pueden ser los codos y válvulas, estos disipan energía al producir turbulencias. Así mismo existen dos tipos de pérdidas: Perdidas lineales: las pérdidas lineales son debidas a las tensiones cortantes de origen viscoso que aparecen entre el fluido y las paredes de la tubería. Perdidas singulares: son las producidas por cualquier obstáculo colocado en la tubería que suponga una mayor o menos obstrucción al paso del flujo (entradas ( entradas y salidas de las tuberías, codos, válvulas, cambios de sección etc.). Normalmente son pequeñas comparadas con las perdidas lineales, salvo q se trate de válvulas casi completamente cerradas
Objetivos
Determinar la perdida perdida de carga carga en varios varios puntos de la tubería variando el caudal. Comparar gráficamente gráficamente los resultados experimentales de velocidad velocidad de flujo Vs caídas de presión teórica y experimental, graficar la tendencia Reynolds Vs factor de fricción.
Procedimiento experimental
En el transcurso de la practica se vario el caudal 4 veces y midiendo así mismo la caída de presión en diferentes puntos de la tubería horizontal.
Inicialmente se inicio cerrando todas las válvulas para evitar que el flujo tomara un rumbo diferente; posteriormente se indico el primer caudal y así mismo con el manómetro se conecto entre dos puntos para observar la caída de presión entre esos mismos puntos, se estuvieron cambiando los puntos para poder observar la caída de presión en todo el trayecto del flujo, como fue dicho anteriormente se fue variando el caudal y con ello los puntos donde se quería medir la caída de presión.
Resultados
Información de la tubería y el fluido de trabajo: La tubería de PVC que se utilizo en las pruebas tiene un diámetro nominal de ¾ de pulgada, según las especificaciones de este tipo de tuberías el diámetro interno es de 20.6 mm. La longitud medida desde el punto 1 al punto 4 es de 2m metros así que la separación entre ellos es de 0.666m. La viscosidad dinámica del agua a 25 °C es de 0.00091Pa*s o 0.0091poise. La rugosidad absoluta para una tubería de PVC es de ε = 0.0015mm Área transversal de la tubería:
Conversión del caudal en litros/min a unidades del sistema internacional (S.I):
Velocidad media de flujo en la tubería:
Datos obtenidos experimentalmente: Caudal [litros/min]
Para calcular la caída de presión en la tubería recta de manera teórica hallamos el número de Reynolds (Re) para cada velocidad de flujo y su respectivo factor de fricción; Para hallar el factor de fricción se debe determinar la rugosidad relativa de la tubería usada:
Calculamos el número de Reynolds para la primera velocidad de flujo:
Usando el diagrama de moody hallamos el factor de fricción que es función de Re y la rugosidad relativa:
Grafica no.1 Diagrama
de Moody.
El valor obtenido para el coeficiente de fricción a través del diagrama es de 0.039;
Hacemos un procedimiento análogo para encontrar los otros valores del número de Reynolds relacionados con cada una de las velocidades de flujo estudiadas y el factor de fricción correspondiente: Caudal [ litros/min] 4 10 14 28
Número de Reynolds (Re) 4512.5 11281.3 15793.8 31587.6
Factor de fricción (f) 0.039 0.033 0.029 0.023
Tabla no.2
Grafica no.2
Numero de Reynolds vs Factor de fricción
Para hacer el cálculo de la caída de presión de forma teórica usamos la siguiente expresión:
Donde, f = factor de fricción; ρ = densidad del fluido (kg/m 3); ∆L = longitud de tubería
(m); D = diámetro interno de la tubería; v = velocidad media del fluido.
Calculamos la caída de presión evaluada entre los puntos 1 -2 para una longitud de 0.666m y para la primera velocidad v = 0.2002 m/s
Haciendo de la misma forma con los otros datos de velocidad media obtenemos: caudal (L/min)
Factor de fricción (f)
∆P (Pa)
∆P (kPa)
4
0.039
100.64
0.10064
10
0.033
532.216
0.532216
14
0.029
916.701
0.916701
28
0.023
2908.155
2.90815
Tabla no.3 Caídas
Grafica no.3 Caída
de presión teóricas.
de presión teórica vs caudal.
Tomando los datos de la tabla número 1 para el punto 1-2 obtenemos la siguiente grafica:
Grafica no.4 Caída
de presión experimental vs caudal.
Conclusiones
Podemos ver en las graficas de caída de presión vs caudal que se mantiene una misma tendencia de proporcionalidad directa, sin embargo, los valores experimentales exceden a los valores de caída de presión teóricos. Es muy probable que la desviación de los datos teóricos con respecto a los obtenidos en la práctica sea debido a la precisión y estado del instrumento de medición, principalmente una mala calibración. El efecto del factor de fricción se va haciendo insignificante al aumentar el número de Reynolds lo que nos haría pensar que las pérdidas de presión deberían ser menores, a pesar de esto el factor de la velocidad es mucho más significativo pues está elevado al cuadrado (v 2) lo cual se refleja tanto en la grafica de caída teórica y la experimental con un aumentos de pendiente continuos. Bibliografía
Mott Robert, Mecánica de Fluidos, cuarta Edición; Pág.(233-234) En línea: [http://www.uclm.es/area/amf/gonzalo/IngFluidosFiles/Multimedia/Graphs /MoodyPeq.pdf] consultado 20/02/2012 Merle C. Potter-David C. Wiggert, Mecánica de fluidos, tercera edición; Pág.(481-482)
