PÉRDIDAS DE CARGA POR FRICCIÓN Y PÉRDIDAS DE CARGA LOCALIZADAS
Enviado por Elerch • 30 de Noviembre de 2017 • Documentos de Investigación • 1.893 Palabras (8 Páginas) • 317 Visitas
PÉRDIDAS DE CARGA POR FRICCIÓN Y PÉRDIDAS DE CARGA LOCALIZADAS
Mauricio Rojas. David Alfonso Barreto, Xabier Echabarría, Anderson Manjarres.
Ingeniero, Docente, Fundación Universitaria Internacional Del Trópico Americano, Facultad de Ciencias de la Educación.
Estudiantes, Fundación Universitaria Internacional Del Trópico Americano, Facultad de Ingeniería.
RESUMEN
En este laboratorio se verificara experimentalmente, las pérdidas de energía por friccion y por accesorios, también comprobaremos de que el caudal en una tubería sin ramificaciones es el mismo en cualquier punto, según la ecuación de conservación de la masa, para ello, se realizó el montaje mostrado en la fotografía N°2. Al finalizar las mediciones pudimos analizar en cuales tramos las perdidas de energía son mayores, también pudimos comprobar de que existía una relación directamente proporcional entre la presión y las pérdidas de energía, ya que si aumentábamos el caudal las perdidas también aumentaban de igual manera..
Palabras claves: Caudal, presión, velocidad, pérdida de carga
INTRODUCCIÓN
El siguiente articulo trata de analizar el efecto de las perdidas de energía por friccion y por accesorios ,utilizando la ley de conservacion de energía, consiste en describir la dinámica que tiene un fluido y como las perdidas inciden a lo largo de una corriente en un conducto cerrado. La realización de este informe de laboratorio tiene como propósito identificar, analizar y calcular las pérdidas por fricción de un fluido en un sistema contuberías y accesorios Aplicando el principio de la conservación de energía y conservación de la masa entre dos puntos para obtener teóricamente el caudal, la velocidad y perdidas de energía a diferentes cargas de presión.
- OBJETIVOS
- OBJETIVO GENERAL
- Comparar las pérdidas totales determinadas experimentalmente para cada tramo especificado.
- OBJETIVO ESPECIFICOS
- Analizar experimentalmente los conceptos de ecuación de conservación de energía y ecuación de conservación de masa para así determinar las pérdidas por fricción de cada tramo trabajado y los caudales cuando se cierran las dos primeras válvulas y se dejan abiertas las 3 últimas.
- Determinar las pérdidas generadas por los accesorios en cada tramo, utilizando los valores de K correspondientes para cada accesorio.
- METODOLOGIA
- ECUACION DE CONSERVACION DE MASA:
“La ley de conservación de la masa establece que en un flujo estacionario toda la masa que entra por un lado de un recinto debe salir por otro, lo que implica que la velocidad debe ser mayor en la parte más estrecha del tubo.”[1]
)[pic 2]
Donde: [pic 3]
[pic 4][pic 5]
- ECUACION DE CONSERVACION DE ENERGIA:
“Describe el comportamiento de un líquido moviéndose a lo largo de una corriente de agua. Y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.”[2]
[pic 6]
Dónde:
[pic 7]
[pic 8]
[pic 9]
[pic 10]
[pic 11]
Si los dos puntos se encuentran en la misma altura:
(2)[pic 12]
2.1.3
- RESULTADOS
Resultados tomados en el laboratorio:
- CALCULOS Y ESTIMACIONES
- La temperatura trabajada en este caso es de 15°C, por lo tanto el peso específico del agua que se usará será de 9798 .[pic 13]
- La presión dada en pascales es la presión medida experimentalmente en cada uno de los manómetros encontrados en la tubería.
- La presión en metros de columna de agua se halla simplemente dividendo el valor de la presión en cada uno de los manómetros entre el peso específico del agua a 15°C.
Ejemplo: Tramo #1
[pic 14]
- Para esta práctica se trabajará con diámetros nominales. (3/8”- ¾”- ½”- 1”)
La velocidad planteada en la tabla es calculada haciendo uso de la ecuación general del caudal (), despejando la velocidad de esta y trabajando con los diámetros correspondientes. [pic 15][pic 16]
Ejemplo tramo #1
Q=6,1 Gal/m
Q= 0,0003848 ; ; [pic 17][pic 18][pic 19]
A1 ; 1,35 m/s[pic 20][pic 21]
- Para el manejo del datum, en este caso el eje divisorio se situó a ras de la mesa. Distancias hacia arriba positivas y distancias hacia abajo negativas.
- Para el cálculo de las pérdidas de carga por fricción se utilizó la ecuación de conservación de la energía debido a que se poseen todos los datos necesarios para desarrollarla.
Ejemplo Tramo #1. Calculo de las tres pérdidas de carga generadas por fricción.
Línea de corriente del punto 1 al punto 2.
[pic 22]
[pic 23]
[pic 24]
[pic 25]
Línea de corriente del punto 2 al punto 3.
Para este caso como la tubería que conecta estos dos puntos es del mismo diámetro sus velocidades son las mismas, por lo tanto, se cancelan, también se cancelan los valores de Z debido a que se encuentran a una misma altura los dos puntos y queda la ecuación de conservación de energía planteada de la siguiente forma:
[pic 26]
[pic 27]
[pic 28]
[pic 29]
Línea de corriente del punto 3 al punto 4.
En este caso, la presión en el punto 4 por ser la salida del fluido (chorro), dicha presión vale 0 pa y queda la ecuación de conservación de energía planteada de la siguiente forma:
[pic 30]
[pic 31]
[pic 32]
[pic 33]
Ahora lo que resta por hacer es sumar las pérdidas de cada sección del tramo trabajado para encontrar la perdida de carga por fricción total.
[pic 34]
[pic 35]
- Para el cálculo de las pérdidas de carga localizadas o pérdidas generadas por los accesorios de la red, se utiliza una ecuación más sencilla , donde K es un coeficiente especifico que varía de acuerdo al tipo de accesorio que se trabaje.[pic 36]
Ejemplo tramo # 1.
En este tramo iniciando se tiene un codo de 90° embridado y la velocidad con la que fluye el agua por dicho codo es de 1,35m/s. Por lo tanto, la perdida que genera este codo se halla de la siguiente forma:
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