Hidraulica en tuberias y canales
Enviado por Sayury Fernandez • 9 de Octubre de 2023 • Resúmenes • 3.212 Palabras (13 Páginas) • 19 Visitas
HIDRAULICA EN TUBERIAS Y CANALES [pic 1]
[pic 2]
FECHA DE EMISION: 27/09/2023 REVISION: ___________
PRACTICA No.1
VELOCIDAD EN TUBERIAS Y PERDIDAS POR FRICCION
1. Velocidad
La velocidad de circulación es la velocidad de paso de un fluido a lo largo de una tubería, tubo u otra estructura de paso. Se mide generalmente en metros por segundo (m/s). La velocidad de circulación en una tubería permite conocer un elemento muy importante para poder determinar la pérdida de carga.
En esta práctica conocemos algunos datos como el Re, D, μ, y ρ. Entonces la velocidad se puede calcular por medio de esta ecuación: [pic 3]
[pic 4]
Nota: La ecuación 1 es un despeje de la ecuación de numero de Reynolds.
2. Material
- Equipo para estudio de dinámica de fluidos y bombas
- Tinta china de color
- Termómetro
- 1 Flexómetro
- 1 Jeringa completa
- 1 Franela
3. Procedimientos
- Preparamos el equipo: Nos aseguramos de que las bombas y los medidores de flujo funcionen correctamente, además de verificar que el sistema de tuberías esté en buen estado y funcione adecuadamente. También nos aseguramos de que el tanque de alimentación este lleno y que las válvulas que vamos a ocupar estén abiertas.
- Medición de temperatura: El segundo paso consiste en medir la temperatura del fluido utilizando un termómetro con el propósito de conocer sus propiedades, haciendo referencia a las tablas proporcionadas por el docente.
- Punto de medición: Una vez encendido el equipo y abiertas las válvulas necesarias, procedemos a observar el comportamiento del fluido. Para ello, empleamos un tubo de visualización que nos permite identificar el patrón de flujo a medida que se desplaza a lo largo de la tubería, determinando si se trata de un flujo laminar, de transición o turbulento.
- Observación: Cuando observamos que el fluido comienza a circular a través del tubo de visualización, es necesario introducir tinta china con la jeringa por medio de una entrada que posee este equipo con el fin de visualizar su comportamiento y determinar su representación según su régimen.
- Regulador: Podemos controlar la velocidad ajustando el flujo de entrada de fluido, ya sea aumentando o reduciendo el caudal. Es importante recordar que esta acción afectará el número de Reynolds en nuestro sistema.
- Comparación: Después de realizar la práctica experimental, comparamos los resultados con los números calculados, ya sea utilizando Excel u obtenidos de manera manual.
4. Resultados
La velocidad es calculada por medio de esta ecuación:
[pic 5]
Donde:
= velocidad del fluido, en [pic 6][pic 7]
= número de Reynold [pic 8]
= viscosidad dinámica del fluido dependiendo su temperatura, en [pic 9][pic 10]
= densidad del fluido dependiendo su temperatura, en [pic 11][pic 12]
= diámetro de la tubería o tubo donde pasa el fluido, en [pic 13][pic 14]
También podemos calcular el caudal consiguiendo el área del tubo y la velocidad que lleva el fluido con la siguiente formula:
[pic 15]
Donde:
= caudal volumétrico, en [pic 16][pic 17]
= velocidad del fluido, en [pic 18][pic 19]
= área transversal de la tubería o tubo en, [pic 20][pic 21]
En esta práctica, utilizamos dos valores de número de Reynolds: 2000 y 4000. Para el diámetro, empleamos una tubería de cédula 40 con un diámetro nominal de 1". La temperatura del fluido (agua) se mantuvo constante a 25°C en ambos casos. Para determinar el diámetro real, consultamos una tabla que relaciona el diámetro interior con el diámetro nominal de la tubería. En cuanto a la densidad y la viscosidad dinámica, obtuvimos estos valores mediante tablas que relacionan dichas propiedades con la temperatura del agua.
Velocidad y caudal para = [pic 22][pic 23]
Datos Formulas
= [pic 24][pic 25][pic 26]
= [pic 27][pic 28][pic 29]
= [pic 30][pic 31][pic 32]
= [pic 33][pic 34]
Desarrollo
= [pic 35][pic 36]
El fluido (agua) lleva una velocidad de [pic 37]
= [pic 38][pic 39]
*conversión de a del caudal*[pic 40][pic 41]
= [pic 42][pic 43]
El sistema tiene un caudal de [pic 44]
En este caso, que corresponde a un flujo laminar, es posible obtener el perfil de velocidad.
La siguiente ecuación sirve para calcular el perfil:
[pic 45]
Donde
= velocidad del fluido, en [pic 46][pic 47]
= variación del radio de la tubería o tubo donde pasa el fluido, en [pic 48][pic 49]
= radio real de la tubería o tubo donde pasa el fluido, en [pic 50][pic 51]
r | u |
0.000 | 0.136 |
0.001 | 0.136 |
0.002 | 0.133 |
0.003 | 0.129 |
0.004 | 0.124 |
0.005 | 0.117 |
0.006 | 0.108 |
0.007 | 0.097 |
0.008 | 0.086 |
0.009 | 0.072 |
0.010 | 0.057 |
0.011 | 0.040 |
0.012 | 0.022 |
0.013 | 0.002 |
0.013 | 0.000 |
Desarrollo [pic 52]
r | u |
0.013 | 0.000 |
0.013 | 0.002 |
0.012 | 0.022 |
0.011 | 0.040 |
0.010 | 0.057 |
0.009 | 0.072 |
0.008 | 0.086 |
0.007 | 0.097 |
0.006 | 0.108 |
0.005 | 0.117 |
0.004 | 0.124 |
0.003 | 0.129 |
0.002 | 0.133 |
0.001 | 0.136 |
0.000 | 0.136 |
[pic 53]
También se puede calcular el desarrollo de la capa limite ya que este se trata de un flujo laminar.
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