Informe De Perdidas

Integrantes:

Augusto Ochoa, Exp: 2011103076

Jesús Suárez, Exp: 2010203045

Ronny Cárdenas, Exp: 2009103233

Daniel Rebolledo, Exp: 2007103129

Caracas, Noviembre de 2013

INTRODUCCION

A medida que un fluido fluye por un conducto, tubo o algún otro dispositivo, ocurren pérdidas de energía debido a la fricción que hay entre el liquido y la pared de la tubería; tales energías traen como resultado una disminución de la presión entre dos puntos del sistema de flujo.

En estructuras largas, las pérdidas por fricción son muy importantes, por lo que ha sido objeto de investigaciones teórico-experimentales para llegar a soluciones satisfactorias de fácil aplicación.

Los sistemas de flujo de un fluido presentan ganancias de energía por bombas y perdidas por fricción conforme el fluido pasa por ductos y tubos, perdidas por cambios en el tamaño de la trayectoria de flujo y perdidas de energía por las válvulas y accesorios. La realización de este informe de laboratorio tiene como finalidad identificar, analizar y calcular las pérdidas por fricción de un fluido en un sistema con tuberías previa obtención de suficiente información práctica para trabajarlo.

OBJETIVOS

Objetivo general:

Discriminar las fuentes de pérdidas menores, determinando las pérdidas de energía para el flujo ocasionadas por esté.

MARCO DEL ENSAYO

MARCO TEÓRICO

Definiciones, fórmulas y unidades a utilizar

Fricción

Se define a la fricción como una fuerza resistente que actúa sobre un cuerpo, que impide o retarda el deslizamiento de este respecto a otro o en la superficie que esté en contacto. Esta fuerza es siempre tangencial a la superficie en los puntos de contacto con el cuerpo y tiene un sentido tal que se opone al movimiento posible o existente del cuerpo respecto a esos puntos. Por otra parte estas fuerzas de fricción están limitadas en magnitud y no impedirán el movimiento si se aplican fuerzas lo suficientemente grandes.

Coeficiente de Fricción (f)

El coeficiente de fricción es un parámetro que se utiliza para poder calcular la fricción en función del material que conforma el conducto y tendrá valores distintos dependiendo de sí se encuentra en una situación estática, dinámica, o fricción bajo lubricación y evidentemente, serán diferentes al cambiar las superficies en contacto. Tradicionalmente, el mecanismo de fricción en contacto deslizante se explica mediante el efecto de adhesión entre las rugosidades superficiales.

Número de Reynolds (Re)

El número de Reynolds (Re) es un número adimensional utilizado para caracterizar el movimiento de un fluido.

El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande).

Para un fluido que circula por el interior de una tubería circular recta, el número de Reynolds viene dado por:

Re=(D∙C)/v

Además el número de Reynolds permite predecir el carácter turbulento o laminar en ciertos casos.

Si el número de Reynolds es menor de 2000 el flujo será laminar y si es mayor de 3000 el flujo será turbulento. El mecanismo y muchas de las razones por las cuales un flujo es laminar o turbulento es todavía hoy objeto de especulación.

Según otros autores:

Para valores de el flujo se mantiene estacionario y se comporta como si estuviera formado por láminas delgadas, que interactúan sólo en función de los esfuerzos tangenciales existentes. Por eso a este flujo se le llama flujo laminar. El colorante introducido en el flujo se mueve siguiendo una delgada línea paralela a las paredes del tubo.

Para valores de la linea del colorante pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este régimen se denomina de transición.

Para valores de , después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el colorante tiende a difundirse en todo el flujo. Este régimen es llamado turbulento, es decir caracterizado por un movimiento desordenado, no estacionario y tridimensional.

Para flujos turbulentos se utiliza:

Fórmula de Darcy-Weisbach

Es una de las fórmulas que nos sirve para calcular las pérdidas por fricción de flujos en conductos a presión y se expresa de la siguiente forma:

h_l=f(L)/D∙C ̅^2/2g

En la fórmula anterior se tiene que:

L = longitud del conducto (m)

D = diámetro de la tubería (m)

C = velocidad media del flujo (m/s)

f= coeficiente de fricción (adimensional)

g = aceleración de la gravedad (9.81m/s2)

El coeficiente de fricción se puede determinar experimentalmente de la manera siguiente:

En una tubería, por donde circula un gasto dado, se conecta un manómetro diferencial a dos puntos separados a una distancia suficientemente grande

Aplicando la ecuación de la energía entre los puntos 1 y 2, se tiene:

-∆P/(ρ∙g)+Z_2-Z_1+(〖V_2〗^2-〖V_1〗^2)/2g+h_l=0

Pero como z1 = z2 y V1 = V2, entonces esta ecuación se reduce a:

-∆P/(ρ∙g)+hl=0

El término del lado izquierdo de esta expresión se conoce como caída de presión y se puede determinar con un manómetro diferencial, como el mostrado en la figura anterior. Al resolver el manómetro, se obtiene la siguiente expresión:

f=(∆P/(ρ∙g)) (L/D∙C ̅^2/2g)^(-1)

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Y SU MANEJO

El equipo está compuesto por las siguientes tuberías:

TIPO DE TUBERIA DIAMETRO

Plástico 17,3 (mm)

Plástico 29 (mm)

Plástico 29 (mm)

Cada tubería consta de tres tomas de presión separadas por un metro de longitud, donde el manómetro diferencia1 puede ser conectado permitiendo leer la diferencia de altura manométrica entre los dos puntos directamente, (recuérdese que el manómetro es de Mercurio)

El flujo es dirigido por una bomba centrífuga a través de las tuberías a un tanque de medición volumétrica pudiendo así determinar el caudal, por consiguiente la velocidad y todas 1as variables de interés en este experimento.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Verifique que el equipo esté conectado eléctricamente.

Cerciórese que el tanque de agua se encuentra en el nivel requerido.

Conecte

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