Perdidas De Energia Por Friccion

CONTENIDO

PÁG.

1. INTRODUCCIÓN 4

2. OBJETIVOS 5

3. MARCO TEÓRICO 6

4. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA 13

5. RESULTADOS 15

6. ANALISIS DE RESULTADOS 21

7. CONCLUSIONES 24

8. BIBLIOGRAFÍA 25

9. ANEXOS 26

1. INTRODUCCIÓN

El flujo de un líquido o un gas por una conducción va inevitablemente acompañado de una paulatina cesión de energía mecánica, debido al trabajo opositor de las fuerzas viscosas. Dicha reducción de energía mecánica suele expresarse en términos de energía específica, y más concretamente como energía por unidad de peso del fluido circulante; tiene pues dimensiones de longitud. Su denominación habitual es la de pérdida de carga.

La determinación de las pérdidas de carga correspondientes a una determinada instalación constituye un primer objetivo básico de cálculo, pues de ellas dependerá la energía que se deba proporcionar al fluido con una máquina apropiada (una bomba o un ventilador por ejemplo), y también el caudal que realmente vaya a circular por esa instalación.

2. OBJETIVOS

Determinar experimentalmente la pérdida de energía por fricción (hf) de un fluido que pasa a través de una tubería de acrílico haciendo uso de la ecuación de Darcy-Weiswach (se utilizaron dos tuberías con diámetros de 10 mm y 14 mm respectivamente).

Graficar las curvas experimentales del factor de fricción contra las pérdidas de energía por fricción y también las curvas de pérdidas de energía por fricción contra el caudal.

Determinar experimentalmente la rugosidad absoluta (Ks) promedio de la tubería de acrílico.

Hallar la velocidad media que lleva el fluido a lo largo de la línea.

3. MARCO TEÓRICO

Para solucionar los problemas prácticos de los flujos en tuberías, se aplica el principio de la energía, la ecuación de continuidad y los principios y ecuaciones de la resistencia de fluidos.

La resistencia al flujo en los tubos, es ofrecida no solo por los tramos largos, sino también por los accesorios de tuberías tales como codos y válvulas, que disipan energía al producir turbulencias a escala relativamente grandes.

La ecuación de la energía o de Bernoulli para el movimiento de fluidos incompresibles en tubos es:

Cada uno de los términos de esta ecuación tiene unidades de energía por peso (LF/F=L) o de longitud (pies, metros) y representa cierto tipo de carga. El término de la elevación, Z, está relacionado con la energía potencial de la partícula y se denomina carga de altura. El término de la presión P/ρ*g, se denomina carga o cabeza de presión y representa la altura de una columna de fluido necesaria para producir la presión P. El término de la velocidad V/2g, es la carga de velocidad (altura dinámica) y representa la distancia vertical necesaria para que el fluido caiga libremente (sin considerar la fricción) si ha de alcanzar una velocidad V partiendo del reposo. El término hf representa la cabeza de pérdidas por fricción.

PERDIDAS MENORES O LOCALES

El método más sencillo para el cálculo de diversas pérdidas de carga por frotamiento, cuando los fluidos circulan en curvas, accesorios, etc. Es considerar cada accesorio o válvula como equivalente a una longitud determinada de tubo recto. Esto permite reducir las pérdidas en los tubos, las válvulas o accesorios aun denominador común: la longitud equivalente del tubo de igual rugosidad relativa. La pérdida de presión total producida por una válvula o accesorio consiste en:

1. La pérdida de presión dentro de la válvula

2. La perdida de presión en la tubería de entrada es mayor de la que se produce normalmente si no existe el accesorio en la línea. Este efecto es pequeño.

3. La perdida de presión en la tubería de salida es superior a la que se produce normalmente si no hubiera accesorio alguno en la línea. Este efecto puede ser muy grande.

La ecuación que nos permite calcular las pérdidas de energía menores o accesorios es:

hm = Km * V2 /2g

NÚMERO DE REYNOLDS

El número de Reynolds permite caracterizar la naturaleza del escurrimiento, es decir, si se trata de un flujo laminar o de un flujo turbulento; además, indica, la importancia relativa de la tendencia del flujo hacia un régimen turbulento respecto a uno laminar y la posición relativa de este estado de cosas a lo largo de determinada longitud:

En donde D es el diámetro interno de la tubería, V es la velocidad media del fluido dentro de la tubería y es la viscosidad cinemática del fluido. El número de Reynolds es una cantidad adimensional, por lo cual todas las cantidades deben estar expresadas en el mismo sistema de unidades.

VISCOSIDAD:

Es la propiedad del fluido que determina su resistencia al flujo. La viscosidad de un gas bajo ciertas condiciones te temperatura y presión, es mucho menor que la viscosidad de los líquidos comunes a las mismas condiciones de temperatura y presión.

EFECTOS DE FRICCIÓN:

Cuando un fluido fluye a través de una tubería, el flujo es retardado por la fricción de este con las paredes y por la fricción interna entre las partículas del fluido en movimiento. Como resultado de la fricción en las paredes, la componente promedio de la velocidad en la dirección del flujo de

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