laboratorio de perdidas por friccion

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RESUMEN En experiencia se realizó el laboratorio de pérdidas de energía mecánica por fricción en tuberías en el laboratorio de operaciones unitarias de la Universidad del Atlántico. La idea u objetivo se trataba a cerca de poner en práctica lo aprendido en la literatura sobre transformaciones de energía, en este caso de energía potencial a energía cinética por fricción. Asimismo se determinaron variables del sistema como factor de fricción y numero de Reynolds los cuales marcan las pautas sobre el régimen de fluidez del fluido por las tuberías. INTRODUCCIÓN A medida que un fluido fluye por un conducto, tubo o algún otro dispositivo, ocurren perdidas de energía debido a la fricción interna en el fluido. Como se indica en la ecuación general de la energía, tales perdidas de energía traen como resultado una disminución de la presión entre dos puntos del sistema de flujo. Cuando se tiene un flujo laminar, el fluido parece desplazarse en forma de varias capas, una sobre la otra. Debido a la viscosidad del fluido, se crea una tensión de corte entre las capas del fluido. La energía se pierde del fluido mediante la acción de vencer a las fuerzas de fricción producidas por la tensión de corte. Para el flujo turbulento de fluidos en conductos circulares resulta más conveniente utilizar métodos elaborados ya que es más complicado determinar las perdidas por fricción. Uno de los métodos para calcular fricciones por parte del flujo es el método gráfico con el diagrama de Moody, donde se debe conocer el número de Reynolds y la rugosidad del material donde se está transportando el fluido. [1] Además, en los sistemas de flujo real se presentan la fricción de superficie y la fricción de forma en donde hay muchas conexiones y cambios de dirección, producto de dobleces, codos, válvulas y

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Laboratorio perdidas por fricción

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RESUMEN En experiencia se realiz el laboratorio de prdidas de energa mecnica por friccin en tuberas en el laboratorio de operaciones unitarias de la Universidad del Atlntico. La idea u objetivo se trataba a cerca de poner en prctica lo aprendido en la literatura sobre transformaciones de energa, en este caso de energa potencial a energa cintica por friccin. Asimismo se determinaron variables del sistema como factor de friccin y numero de Reynolds los cuales marcan las pautas sobre el rgimen de fluidez del fluido por las tuberas.

INTRODUCCINA medida que un fluido fluye por un conducto, tubo o algn otro dispositivo, ocurren perdidas de energa debido a la friccin interna en el fluido. Como se indica en la ecuacin general de la energa, tales perdidas de energa traen como resultado una disminucin de la presin entre dos puntos del sistema de flujo.

Cuando se tiene un flujo laminar, el fluido parece desplazarse en forma de varias capas, una sobre la otra. Debido a la viscosidad del fluido, se crea una tensin de corte entre las capas del fluido. La energa se pierde del fluido mediante la accin de vencer a las fuerzas de friccin producidas por la tensin de corte. Para el flujo turbulento de fluidos en conductos circulares resulta ms conveniente utilizar mtodos elaborados ya que es ms complicado determinar las perdidas por friccin. Uno de los mtodos para calcular fricciones por parte del flujo es el mtodo grfico con el diagrama de Moody, donde se debe conocer el nmero de Reynolds y la rugosidad del material donde se est transportando el fluido. [1]Adems, en los sistemas de flujo real se presentan la friccin de superficie y la friccin de forma en donde hay muchas conexiones y cambios de direccin, producto de dobleces, codos, vlvulas y otros accesorios, los cuales distorsionanlas lneas normales de flujo y dan lugar a una friccin debido a la configuracin, y por lo tanto a unas prdidas de cargas adicionales. [2]En la industria es muy comn hacer la especificacin de las perdidas por friccin de las tuberas en cierto proceso ya que as se puede optimizar, o hacer un rediseo cambiando material o accesorios que proporcionen mayor rendimiento.METODOLOGIA El equipo que se utiliz para la experiencia consiste en un tanque para agua de almacenamiento, una motobomba la cual recircula el agua y tramos de tuberas de pulg de la siguiente forma:1. Tubera con codos de 452. Tubera lisa horizontal3. 2 Tuberas con codos de 1804. Tubera con vlvula de globo5. Tubera con vlvula de compuerta 6. Tubera con codos largos de 907. Tubera con codos de 90 cortosPara la primera parte de la experiencia se llevaron a cabo los siguientes pasos:Se empez con la tubera 2 de la cual se hacen 10 corridas variando la presin en la entrada, anotando esta presin en la entrada del tramo en el manmetro y a la salida con el manmetro del tubo en u, determinando en cada corrida el flujo de descarga con ayuda de una probeta y cronometro.Para la segunda parte se hizo lo siguiente:Antes de apagar la motobomba, se cerr la vlvula de descarga del tramo utilizado al igual que las vlvulas que comunican los medidores de presin, para as realizar el cambio al siguiente tramo de tubera haciendo 3 corridas en este caso.Es importante tomar la longitud de la tubera anotando el nmero y tipo de accesorio que est presente.

Ilustracin 1. Tipos de tuberas

MARCO TERICOCuando un fluido fluye por una tubera presenta diferentes tipos de prdidas se energa, las que estudiaremos especficamente son las perdidas por friccin, estas pueden darse en flujo laminar y flujo turbulento, y se pueden presentar estas prdidas por friccin tambin debido a las accesorios que tenga la tubera como son los codos y las vlvulas.Para las prdidas por friccin se tiene en cuanta la ecuacin de la energa:

Donde las perdidas por friccin se tienen en cuenta en el termino hL as:

Donde hf son las perdidas por friccion y haccson las perdidas de friccion en cada uno de los accesorios.Para las perdidad por friccion en un flujo laminar (NRe< 2000) las perdidas por friccion se hallan con ayuda del factor de friccion para el flujo laminar que se desencadena de la ecuacin de Hagen- Poiseuille, donde el Para las perdidas por friccion en un flujo turbulento la friccion se halla con la ayuda de la ecuacin de Darcy, pero es un poco mas complicado de calcular ya que depende de el Numero de Reynolds y la rugosidad del material, de la siguiente manera:

Donde: E: rugosidad del materialD: dimetro NRe: numero de Reynolds

Para calcular la friccion tambin se puede hacer el uso del diagrama de moody que es un diagrama que grafica el factor de friccion en contra de D/E y el numero de Reynolds, en este se distinguen el flujo turbulento y el flujo laminar, al saber alguno de estos parmetros podemos conocer el otro.El diagrama de moody Presenta un problema calculando estos parmetros en el flujo en trancision 2000