Pérdidas de energía mecánica por fricción en tuberías

               Universidad del Atlántico[pic 1][pic 2]

               Facultad de Ingeniería

               Laboratorio de Mecánica de fluidos   

  PERDIDAS DE ENERGIA MECÁNICA POR FRICCION EN TUBERÍAS

Integrantes:

Miguel Ángel Peñaloza Ramos

 José Manuel Tovar Andrade

 Lucas Alfonso Tamara Caro

 Fabian Ernesto De Ávila Acosta

Profesor:

Crisóstomo Peralta

Universidad del Atlántico

Abril 25 de 2023

Estudiantes de ingeniería Mecánica, Profesor de Química Facultad de ingeniería

TABLA DE CONTENIDO

1. RESUMEN…………………………………………………………………………….
2. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………….
3. PARTE EXPERIMENTAL……………………………………………………………………
4. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS………………………………………………

5.    CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………………………………….

 6.   REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………………………………………

1. RESUMEN.

Esta practica tuvo como principal objetivo hallar los distintos parámetros que conllevaban a una disminución de la velocidad de flujo, esto debido a la fricción en varias tuberías con ciertos aditamentos. Se tomaron como referencia 9 tuberías con distintos comportamientos, de las cuales se tomo la velocidad del flujo en estas, así como su diferencia de presión para al final calcular su perdida debido a la fricción. Todo lo anterior teniendo en cuenta la longitud recta de cada tubería y sus distintos arreglos, al estar trabajando en tuberías se tuvo en cuenta el número de Reynolds para el análisis de las mismas.

ABSTRACT.

The main objective of this practice was to find the different parameters that led to a decrease in the flow velocity, this due to friction in several pipes with certain accessories. 10 pipes with different behaviors were taken as a reference, from which the flow velocity in these was taken, as well as their pressure difference to finally calculate their loss due to friction. All of the above taking into account the straight length of each pipe and its different arrangements, when working on pipes, the Reynolds number was taken into account for their analysis.

2. 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 líquido y la pared de la tubería; tales energías traen como resultado una disminución de la presión entre dos puntos del sistema de flujo. La pérdida de carga en una tubería es la perdida de energía dinámica del fluido debido a la fricción de las partículas del fluido entre si contra las paredes de la tubería que las contiene. En estructuras largas, las pérdidas por fricción son muy importantes, por lo que ha sido objeto de investigaciones teórico experimental para llegar a soluciones satisfactorias de fácil aplicación. Para la evaluación de las pérdidas de presión, existen diversos modelos matemáticos, que se ajustan al comportamiento de los fluidos en condiciones estándar de referencia, en vista que no hay una certeza de la exactitud de los resultados obtenidos teóricamente, es necesario experimentar con un modelo real (didáctico), para poder comprender y medir la influencia de todas las variables. El banco de pruebas utilizado en esta práctica cuenta con diversos accesorios, tramos de tuberías y válvulas para configurar distintos tipos de circuitos, contamos con un total de nueve escenarios que se van a estudiar que van desde cambios de dirección en tramos, pasando por diferentes tuberías con aditamentos para ver la afectación de las rugosidades y terminando en el análisis de pérdidas de energía por accesorios.

Se tuvieron en cuenta las siguientes ecuaciones para el calculo de perdidas debido a la fricción.

Calculamos caudales con la ecuación:

Ecuación (1): [pic 3]

El número de Reynolds se calcula con la siguiente ecuación

Ecuación (2): [pic 4]

: es la densidad del agua.[pic 5]

: es el diámetro interno de la tubería de cobre.[pic 6]

: es la velocidad del fluido.[pic 7]

: es la viscosidad dinámica del fluido.[pic 8]

Ecuación (3):[pic 9]

Donde:

 es el coeficiente de friccion.[pic 10]

 es el diametro interno de la tuberia.[pic 11]

 es la rugosidad del material, para el cobre es [pic 12][pic 13]

 es el numero de Reynolds.[pic 14]

Para calcular la energia perdida por la longitud de la tuberia:

Ecuacion (4): [pic 15]

Para hallar las pérdidas totales.

       Ecuación (5): [pic 16]

Para hallar la longitud equivalente de los aditamentos.

 Ecuación (6): [pic 17]

Para hallar la longitud promedio.

Ecuación (7): [pic 18]

Para hallar k.

      Ecuación (8): [pic 19]

3. PROCEDIMIENTO.

Para la práctica correspondiente a perdidas por fricción en tuberías necesitamos:

1. Banco de pruebas correspondiente a perdidas por fricción (tubería de cobre ½ in).
2. Manómetros.
3. Agua.
4. Flexómetro.
5. Cronómetro.
6. Recipiente volumétrico graduado.

En la presente practica experimental, primero nos aseguramos que haya agua en el depósito de recirculación y para prevenir el derrame de mercurio que todas las válvulas se encuentren cerradas; luego de ello encendemos la bomba centrifuga en el interruptor que se encuentra detrás del banco de pruebas (figura 1).

[pic 20]

Figura 1. Banco de pruebas para perdidas por fricción en tuberías.

El experimento se divide en dos partes, en la primera y con la bomba encendida abrimos las válvulas que conducen a la red de tubería recta, posterior a esto abrimos la válvula de paso y medimos las presiones de entrada con el manómetro de caratula (graduado en psi) y presión de salida con el manómetro de tubo en u (graduado en cmHg), además se medirá el tiempo en el que un volumen determinado de agua se deposita en el recipiente graduado, los datos obtenidos se registrarán en la tabla de datos.

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