FRICCIÓN EN TUBERÍAS

FRICCIÓN EN TUBERÍAS

WILMAN BERMUDEZ RAMOS

ANDRES CAMACHO

IVAN MAESTRE AREVALO

JUAN PEREZ DE LA ROSA

GRUPO 401

ING. JAVIER OROZCO OSPINO

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA DEL ÁREA ANDINA

FACULTAD DE INGENIERÍA

VALLEDUPAR-CESAR

2015

INTRODUCCIÓN

A  medida que un fluido fluye por un conducto, tubo o algún otro dispositivo, ocurren pérdidas de energía debido a la fricción; tales energías traen como resultado una disminución de la presión entredós puntos del sistema de flujo. Hay tipos de pérdidas que son muy pequeñas en comparación, y por consiguiente se hace referencia de ellas como pérdidas menores, las cuales ocurren cuando hay un cambio en la sección cruzada dela trayectoria de flujo o en la dirección de flujo, o cuando la trayectoria del flujo se encuentra obstruida como sucede en una válvula. En este laboratorio se calcularán las magnitudes de dichas pérdidas ocurridas por estas fuentes mediante datos experimentales.

OBJETIVOS

GENERAL

•  Determinar el coeficiente de fricción para la tubería de 1,7 cm.

ESPECÍFICOS

• Identificar las fuerzas de fricción en el área.
• Reconocer las variables que afectan o influyen en el factor de fricción.

MARCO TEÓRICO

El transporte de fluidos a través de tuberías es frecuentemente tratado por los ingenieros; la distribución de agua y gas para consumo doméstico a través de tuberías es un ejemplo. Observaciones experimentales de Froude en tuberías de diámetro uniforme, rectas y largas, sobre el flujo de agua, indican que la pérdida de carga debido a la fricción (hf) entre dos secciones de la tubería, varían en forma directa con la carga de velocidad (V2/2*g), la distancia entre las dos secciones (L) e inversamente proporcional con el diámetro del tubo (D); mediante la introducción de un coeficiente de proporcionalidad (f), llamado factor de fricción de Darcy–Weisbach, propuso la siguiente ecuación de pérdida de carga debido a la fricción en una tubería:

[pic 1]

Las pérdidas de carga pueden ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o localizadas, debido a circunstancias particulares, como un estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia de una válvula, etc. Estas dependen de:

• El estado de la tubería
•  tiempo en servicio
•  presencia de incrustaciones
•  Corrosión
•  El material de la tubería
•  Velocidad del fluido
•  Longitud de la tubería
•  Diámetro de la tubería

FACTOR DE FRICCIÓN

Factor de Fricción de Fanning (f) Es una función del Número de Reynolds (NRe) y la Rugosidad de la superficie interna de la tubería. Esta función expresa la relación entre la pérdida de cantidad de movimiento y la carga de energía cinética. f= f (Re, ε).

FLUJO LAMINAR

Es un patrón bien ordenado donde se supone que las capas de fluido se deslizan una sobre otra. NRe < 2000

FLUJO TURBULENTO

Este patrón se presenta si el número de Reynolds del sistema excede el valor crítico se generan fluctuaciones irregulares (turbulencias) en el flujo a lo largo de la longitud de la tubería.

RUGOSIDAD ABSOLUTA

Es el conjunto de irregularidades de diferentes formas y tamaños que pueden encontrarse en el interior de los tubos comerciales, cuyo valor medio se conoce como rugosidad absoluta (K), y que puede definirse como la variación media del radio interno de la tubería.

RUGOSIDAD RELATIVA

Es el cociente entre la rugosidad absoluta y el diámetro de la tubería, la influencia de la rugosidad absoluta depende del tamaño del tubo.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Inicialmente al llegar al laboratorio de mecánica de fluidos, se recibió una excelente explicación previa referente al tema a tratar por parte de nuestro docente, luego; encendimos el motor e iniciamos con la práctica, la  cual se realizó solamente en la tubería de 1.7cm de diámetro y en la cual se hizo fluir agua por separado y un tiempo arbitrario, como también se registró la profundidad inicial y luego de la descarga del flujo se midió la cantidad de agua recogida al final de la práctica, se revisaron las lecturas de los tubos manométricos ubicados en forma de U. los cuales mostraron las perdidas y gracias a los datos obtenidos se pudieron realizar los respectivos cálculos para hallar el coeficiente de fricción de Darcy que nos permiten dibujar las líneas de energía.

CALCULOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

Para el tubo de 1.7cm de diámetro

De donde salieron los valores que están en la tabla?...

CALCULOS

PROCEDIMIENTO 1:

Voli= 3.5cm                           Man1=15.8cm

VolF= 17.5cm                        Man2= 8.2cm

L=100cm

T=15.18seg

DESARROLLO

[pic 2]

[pic 3]

 [pic 4]

 [pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

1[pic 8]

PROCEDIMIENTO 2:

Voli= 9.8cm                           Man1=14.95cm

VolF= 20.5cm                        Man2= 9.45cm

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