Perdidas en tuberías

PÉRDIDAS EN TUBERÍAS

Laura Nathalia Lozano Reyes - 2151964

Lisseth  Yulliana Muñoz Bermúdez - 2151950

Fecha: 11 de mayo 2018

Auxiliar de Laboratorio: Andrés Felipe Pineda

“Una persona con una nueva idea es una broma… hasta que la idea tiene éxito”.

Mark Twain

RESUMEN- El siguiente informe tiene como objetivo dar a conocer los resultados experimentales de la práctica de laboratorio N°9 pérdidas en tuberías, para realización de la presente práctica se necesita primordialmente un sistema de tuberías con la posibilidad de cambiar su diámetro y una serie de accesorios para poder determinar mediante el estudio de la variación del caudal y presión ejercida en cada uno de los tubos en presencia de diversos tipos de accesorios tales como codos, válvulas, entre otros.

ABSTRACT- The following report aims to make known the experimental results of laboratory practice N ° 9 losses in piping, for the realization of this practice, a piping system is needed primarily with the possibility of changing its Diameter and a series of accessories to be able to determine by means of the study of the variation of the flow and pressure exerted in each one of the tubes in the presence of various types of accessories such as elbows, valves, among others.

INTRODUCCIÓN

Las tuberías son uno de los factores principales de estudio de la rama de ingeniería civil enfocada en aguas, son de vital importancia día a día y su correcto análisis es necesario para su instalación y mantenimiento.

Dependiendo de las circunstancias en las cuales se necesite y el objetivo para el cual se instale afecta directamente las especificaciones de la misma y la utilización de accesorios para llevar a cabalidad su fin.

Las pérdidas en tuberías se deben a factores como cambios de velocidad y de altura, esto si se habla de fluidos que cumplan con la ecuación de Bernoulli; la gran mayoría, por no decir que todos los sistemas, no la cumplen a cabalidad dado que para esta se considera un fluido ideal, en el caso de los fluidos reales que presentan fricción y demás características excluidas por Bernoulli ocurren deltas energéticos. [1]

Para el entendimiento de las variantes en la presión y caudal de una tubería, es primeramente importante tener claridad sobre algunos conceptos que serán mostrados a continuación.

Pérdidas menores y mayores

Como se mencionaba anteriormente, los cambios de presión que se tienen en un flujo incompresible a través de un tubo se deben a cambios en el nivel o bien a cambios en la velocidad debido a cambios en el área de la sección transversal y por otra parte al rozamiento.

En la ecuación de Bernoulli se tomó en cuenta únicamente los cambios de nivel y de velocidad del flujo. En los flujos reales se debe tener en cuenta el rozamiento. El efecto del rozamiento produce pérdidas de presión. Estas pérdidas se dividen en pérdidas mayores y en pérdidas menores:

• Pérdidas Mayores: Se deben al rozamiento en un flujo completamente desarrollado que pasa a través de segmentos del sistema con área de sección transversal constante.

• Pérdidas Menores: -Se deben a la presencia de válvulas, bifurcaciones, codos y a los efectos de rozamiento en aquellos segmentos del sistema cuya área de sección transversal no es constante.

Número de Reynolds

La razón entre las fuerzas inerciales y viscosas define el tipo de régimen que lleva el flujo clasificándose como turbulento, de transición y laminar. Su valor viene dado por a siguiente ecuación. [2]

[pic 2]

• Para valores de   el flujo se mantiene estacionario y se comporta como si estuviera formado por láminas delgadas. Por eso a este flujo se le llama flujo laminar. El color azul introducido se mueve siguiendo una delgada línea paralela a las paredes del tubo.[pic 3]

• Para valores de   la línea del color azul pierde estabilidad formando pequeñas ondulaciones variables en el tiempo, manteniéndose sin embargo delgada. Este se denomina flujo intermedio o transicional.[pic 4]

• Para valores de  después de un pequeño tramo inicial con oscilaciones variables, el color azul tiende a difundirse en todo el flujo. Este es llamado flujo turbulento, es caracterizado por un movimiento desordenado y no estacionario.[pic 5]

Diagrama de Moody

[pic 6]

El diagrama de Moody se usa utiliza para determinar el valor f (factor de fricción) para flujo turbulento. Debido a que es para un tipo especial de flujo, es importante conocer el número de Reynolds y el valor de la rugosidad relativa.[3]

 Los datos básicos requeridos son el diámetro interior, el material, la velocidad de flujo y el tipo de fluido y su temperatura, con los cuales se puede encontrar la viscosidad.

Para obtener dicho valor, se ubica el valor de e/D (rugosidad relativa) y se interpola con el número de Reynolds (Re), obteniéndose en ella f (coeficiente de rozamiento)

Accesorios en redes de distribución

Los accesorios representan un cambio en la presión y caudales presentes en un sistema de tuberías, así como pueden aumentar dichos valores, también tienen a capacidad de reducirlo.[4] A continuación se muestra una serie de accesorios:

[pic 7]

Tipos de manómetros

1. Manómetro Bourdon:

El principio de medida en el que se basa este instrumento es el sensor conocido como tubo Bourdon. El sistema de medida está formado por un tubo aplanado de bronce o acero, cerrado, en forma de “C” de ¾ de circunferencia para la medición de bajas presiones, o enrollado en forma de espiral para la medición de bajas presiones y que tiende a enderezarse proporcionalmente al aumento de la presión. Este tipo de manómetros se pueden clasificar de acuerdo a su diámetro o elemento sensible.

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