116285360 perdidas de cargas en tuberias flujo turbulento

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FACULTAD DE INGENIERA

INGENIERA CIVIL

INFORME N 011 G3 UPLA 12 DE LA UEC LABORATORIO DE MEC. DE FLUIDOS E HIDRAULICA

1. DATOS GENERALES1.1. Tema: PERDIDAS DE CARGAS EN TUBERAS (FLUJO TURBULENTO) 1.2. Fecha: FECHA DEL ENSAYO : 13 DE NOVIEMBRE DE 2012. FECHA DE ENTREGA DEL INFORME : 27 DE NOVIEMBRE DE 2012. 1.3. Lugar: Departamento : Junn Provincia : Huancayo Distrito : Huancayo Lugar : Facultad de Ingeniera Girldez. Anexo : Laboratorio de Mecnica de Fluidos e Hidrulica. 1.4. Participante: RUPAY VARGAS, Marcos Josu. 1.5. Modulo: FME 07 2. OBJETIVO DETERMINAR EL FACTOR FRICCIN POR PRDIDAS PRIMARIAS, EN FLUJO TURBULENTO.

3. EQUIPOS Y/O MATERIALES Equipo de Perdidas de Cargas en Tuberas FME 07.

LAB. DE MECNICA DE FLUIDOS E HIDRULICA

ING. HUATUCO GONZALES, Mario

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Banco Hidralico - FME 00

Termmetro

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Cronmetro

Probeta (1000 ml)

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4. PROCEDIMIENTO4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. El equipo de perdidas de carga en tubera, se instal sobre el banco hidrulico. Se enciende el banco hidralico. Se grada el flujo del equipo de perdidas de carga en tubera, en un flujo turbulento. Primero se procede a medir la temperatura del fluido con la ayuda de un termmetro. Luego se procede a dar lectura de las presiones de entrada y salida, con la ayuda de los manmetros tipo bourdon. 4.6. Con la ayuda de la probeta y de un cronmetro se afora el caudal del fluido. 4.7. En el presente ensayo se repiti nueve veces los pasos 4.5, 4.6. Pero con distintas graduaciones del caudal del fluido.

5. TABLA DE REGISTROS5.1. TABLA N 01: En esta tabla se registraron los volmenes, el tiempo, las presiones de entrada y salida. VOLMEN TIEMPO (s) (lt) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 8.79 9.27 10.13 11.11 11.96 13.3 16.97 21.69 32.14 PRESIN P1 (bar) 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.3 2.4 2.5 P2 (bar) 1.2 1.3 1.45 1.6 1.72 1.9 2.2 2.35 2.48

6. TABLA DE DATOS PROCESADOS6.1.

CLCULO DE PERDIDAS PRIMARIAS (HPL) Calculo de los caudales.

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Entoces:

Calculo de presin en metros de columna de agua a una altitud de 3279 m.s.n.m.ALTITUD (m.s.n.m.) 3000 4000 PRESIN (mm Hg) 526 462

Luego, se procede a interpolar para obtener el valor de la presin a una altitud de 3279 m.s.n.m. ALTITUD (m.s.n.m.) 3000 3279 4000 PRESIN (mm Hg) 526 x 462

Como,

Entonces, a la altitud de 3279 m.s.n.m.:

Calculo de la Perdida Primaria (HPL)

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VOLMEN TIEMPO (s) (m3) 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 8.79 9.27 10.13 11.11 11.96 13.3 16.97 21.69 32.14

Q (m3/s) 5.69E-05 5.39E-05 4.94E-05 4.50E-05 4.18E-05 3.76E-05 2.95E-05 2.31E-05 1.56E-05

P1 (m) 11.0528 11.7436 12.4344 13.1252 13.8160 14.5068 15.8884 16.5792 17.2700

P2 (m) 8.2896 8.9804 10.0166 11.0528 11.8818 13.1252 15.1976 16.2338 17.1318

Hpl (m) 2.7632 2.7632 2.4178 2.0724 1.9342 1.3816 0.6908 0.3454 0.1382

log Q -4.24502 -4.26811 -4.30664 -4.34674 -4.37876 -4.42488 -4.53071 -4.63729 -4.80808

log Hpl 0.44141 0.44141 0.38342 0.31647 0.28651 0.14038 -0.16065 -0.46168 -0.85962

GRFICO N 1-1

Q vs Hpl3.0 PERDIDAS PRIMARIAS Hpl (m) 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0E+00 1.0E-05 2.0E-05 3.0E-05 4.0E-05 5.0E-05 6.0E-05

CAUDAL - Q (m3/s)

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GRFICO N 1-2

log Q vs log Hpl0.6 0.4 0.2 log Hpl 0.0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0 -4.9 -4.8 -4.7 -4.6 log Q -4.5 -4.4 -4.3 -4.2

6.2.

CLCULO DEL FACTOR DE FRICCIN (f)TUBERA LONGITUD DIAMETRO DIAMETRO (m) INT. (m) EXT. (m) 0.5 0.004 0.006

Calculo de la velocidad (V)

Calculo del factor de friccin (f):

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Despejando nos queda:

0.0212

VOLMEN TIEMPO (m3) (s) 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 8.79 9.27 10.13 11.11 11.96 13.3 16.97 21.69 32.14

Q (m3/s) 5.69E-05 5.39E-05 4.94E-05 4.50E-05 4.18E-05 3.76E-05 2.95E-05 2.31E-05 1.56E-05

V (m/s) 4.5266 4.2922 3.9278 3.5813 3.3268 2.9916 2.3447 1.8344 1.2380

V2 (m2/S2) 20.4900 18.4230 15.4277 12.8260 11.0677 8.9499 5.4974 3.3651 1.5326

Hpl (m) 2.7632 2.7632 2.4178 2.0724 1.9342 1.3816 0.6908 0.3454 0.1382

f 0.0212 0.0235 0.0246 0.0254 0.0274 0.0242 0.0197 0.0161 0.0141

log V 0.65577 0.63268 0.59415 0.55405 0.52203 0.47591 0.37008 0.26350 0.09271

log Hpl 0.44141 0.44141 0.38342 0.31647 0.28651 0.14038

log f -1.67434 -1.62816 -1.60909 -1.59583 -1.56176 -1.61565

-0.16065 -1.70502 -0.46168 -1.79289 -0.85962 -1.84926

GRFICO N 2-1

log V vs log f0.7 0.6 0.5 log V 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -1.90 -1.85 -1.80 -1.75 -1.70 log f -1.65 -1.60 -1.55 -1.50

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GRFICO N 2-2

log Hpl vs log f0.6 0.4 0.2 log Hpl 0.0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0 -1.90 -1.85 -1.80 -1.75 -1.70 log f -1.65 -1.60 -1.55 -1.50

GRFICO N 2-3

log V vs log Hpl0.7 0.6 0.5 log V 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 log Hpl 0.0 0.2 0.4 0.6

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GRFICO N 2-4

Q vs f0.03 0.03 Factor de Friccin f 0.02 0.02 0.01 0.01 0.00 0.0E+00 1.0E-05 2.0E-05 3.0E-05 4.0E-05 5.0E-05 6.0E-05

Caudal - Q (m3/s)

6.3.

CLCULO DEL NMERO DE REYNOLDS (Re):TUBERA FLUIDO TEMPERATURA C 26 VISCOSIDAD CINEMTICA (m2/s) 8.69E-07

LONGITUD DIAMETRO DIAMETRO (m) INT. (m) EXT. (m) 0.5 0.004 0.006

Calculo del Nmero de Reynolds (Re):

=20833.465

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VOLMEN (m3) 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04 5.00E-04

TIEMPO (s) 8.79 9.27 10.13 11.11 11.96 13.3 16.97 21.69 32.14

Q (m3/s) 5.69E-05 5.39E-05 4.94E-05 4.50E-05 4.18E-05 3.76E-05 2.95E-05 2.31E-05 1.56E-05

V (m/s) 4.5266 4.2922 3.9278 3.5813 3.3268 2.9916 2.3447 1.8344 1.2380

Hpl 2.7632 2.7632 2.4178 2.0724 1.9342 1.3816 0.6908 0.3454 0.1382

Re 20833.465 19754.709 18077.607 16483.002 15311.552 13768.884 10791.170 8442.884 5697.765

log V 0.65577 0.63268 0.59415 0.55405 0.52203 0.47591 0.37008 0.26350 0.09271

log Re 4.31876 4.29567 4.25714 4.21704 4.18502 4.13890 4.03307 3.92649 3.75570

GRFICO N 3-1

Q vs Re6.0E-05 Nmero de Reynolds Re 5.0E-05 4.0E-05 3.0E-05 2.0E-05 1.0E-05 0.0E+00 0 5000 10000 15000 20000 25000 Caudal - Q (m3/s)

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GRFICO N 3-2

log V vs log Re0.7 0.6 0.5 log V 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 3.7 3.8 3.9 4.0 log Re 4.1 4.2 4.3 4.4

GRFICO N 3-3

Hpl vs Q3.0 Prdidas Primarias Hpl (m) 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0E+00 1.0E-05 2.0E-05 3.0E-05 4.0E-05 5.0E-05 6.0E-05

Caudal - Q (m3/s)

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CONCLUSIONES:1. Se concluyen que los Nmeros de Reynolds calculados en el presente ensayo se demostr que cumple con la teora del Nmero de Reynolds terico.Laminar Turbulento

Transitorio

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Re 20833.465 19754.709 18077.607 16483.002 15311.552 13768.884 10791.170 8442.884 5697.765

2. A mayor caudal que pasa por la tubera, la prdida del fluido por friccn es mayor, (El Factor de Friccin tiende a aumentar cuando aumenta el caudal.)

Hpl vs Q3.0 Prdidas Primarias Hpl (m) 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0E+00 1.0E-05 2.0E-05 3.0E-05 4.0E-05 5.0E-05 6.0E-05

Caudal - Q (m3/s)

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3. Se concluye que en este ensayo, se afirma que el flujo del fluido (agua) estudiado en la tubera es un flujo turbulento, segn el diagrama de Moody.

4. Se concluye que a mayor velocidad del fluido que pasa por la tubera, la diferencia entre la presin de entrada y la presin de salida, tambies mayor.

VELOCIDAD vs Hpl5.0 Velocidad (m/s) 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0.0 0.5 1.0 1.5 Hpl (m) 2.0 2.5 3.0

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5. Se concluye, que en el ensayo realizado se utilizaron manmetros tipo bourdon, donde su unidad de medida es el bar, lo cual requiere su equivalencia en metros colmna de agua (m c a).

RECOMENDACIONES:1. Par el calculo del Nmero de Reynolds (Re), se recomienda emplear la siguiente frmula, teniendo en cuenta principalmente las unidades de cada trmino de la ecuacin.

2. Se recomienda que en el presente ensayo se lleve a cabo con distintos caudales. De tal manera manera para evaluar