perdidas de carga local - parte ii

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  • 7/30/2019 Perdidas de Carga Local - Parte II

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    ACULTAD E NGENIERA

    INFORME N 010 G3 UPLA 12 DE LA UEC LABORATORIO DE MEC. DE FLUIDOS E HIDRAULICA

    1. DATOS GENERALES1.1.Tema: PERDIDAS DE CARGAS LOCALES.1.2.Fecha:

    FECHA DEL ENSAYO : 06 DE NOVIEMBRE DE 2012.

    FECHA DE ENTREGA DEL INFORME : 27 DE NOVIEMBRE DE 2012.

    (INFORME CORREGIDO

    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 05

    2. OBJETIVODETERMINAR LOS COEFICIENTES DE LAS CARGAS LOCALES EN UNA VLVULA TIPO

    MEMBRANA.

    3. EQUIPOS Y/O MATERIALES Equipo de Perdidas de Cargas Locales FME 05.

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    ACULTAD E NGENIERA

    Manmetro Tipo Bourdon, (0 2.5 bar).

    Vlvula Tipo Membrana.

    Manmetros Tipo Bourdon

    Vlvula Tipo Membrana

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    ACULTAD E NGENIERA

    PIEZMETRO INDICADOR CRONMETRO

    Banco Hidralico - FME 00

    Piezmetro

    Cronmetro

    Indicador

    4. PROCEDIMIENTO4.1.El equipo de perdidas de cargas locales, se instal sobre el banco hidrulico.4.2.Se enciende el banco hidralico.4.3.Se grada con un caudal constante; para el inicio de la toma de datos en los Manmetros

    Tipo Bourdon; la presin de entrada y de salida de la Vlvula de presin.

    4.4.Con la ayuda del piezmetro, del cronmetro y del indicador se procede a dar lectura delcaudal; este procedimiento se realiza tres veces, con un caudal constante.

    4.5.En el presente ensayo se repiti nueve veces los pasos 4.3, 4.4. Pero con distintasgraduaciones del caudal del banco hidralico.

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    ACULTAD E NGENIERA

    5. TABLA DE REGISTROS5.1.TABLA N 01:En esta tabla se registraron las presiones de entrada y salida.

    N (Q)Vlvula Tipo Membrana

    Pe (bar) Ps (bar)1 2.5 0.0

    2 2.0 0.0

    3 1.5 0.0

    4 1.0 0.0

    5 0.5 0.0

    6 0.1 0.0

    5.2.TABLA N 02:En esta tabla se registraron los cudales.CAUDAL (Q1) CAUDAL (Q2) CAUDAL (Q3)

    VOLUMEN(lt)

    TIEMPO(s)

    VOLUMEN(lt)

    TIEMPO(s)

    VOLUMEN(lt)

    TIEMPO(s)

    3 16.48 3 7.23 3 6.02

    3 15.68 3 6.89 3 5.14

    CAUDAL (Q4) CAUDAL (Q5) CAUDAL (Q6)

    VOLUMEN(lt)

    TIEMPO(s)

    VOLUMEN(lt)

    TIEMPO(s)

    VOLUMEN(lt)

    TIEMPO(s)

    3 4.32 3 4.05 3 6.14

    3 4.32 3 4.07 3 6.26

    6. TABLA DE DATOS PROCESADOS6.1.TABLA N 03:

    Calculo de los caudales promedio.

    Entoces:

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    ACULTAD E NGENIERA

    CAUDAL (Q1) CAUDAL (Q2) CAUDAL (Q3)

    VOLUMEN(lt)

    TIEMPO(s)

    VOLUMEN(lt)

    TIEMPO(s)

    VOLUMEN(lt)

    TIEMPO(s)

    3 16.48 3 7.23 3 6.02

    3 15.68 3 6.89 3 5.14

    PROM(TIEMPO)

    16.08PROM

    (TIEMPO)7.06

    PROM(TIEMPO)

    5.58

    Q1 (m3/s) 1.87E-04 Q2 (m3/s) 4.25E-04 Q3 (m3/s) 5.38E-04

    CAUDAL (Q4) CAUDAL (Q5) CAUDAL (Q6)

    VOLUMEN(lt)

    TIEMPO(s)

    VOLUMEN(lt)

    TIEMPO(s)

    VOLUMEN(lt)

    TIEMPO(s)

    3 4.32 3 4.05 3 6.14

    3 4.32 3 4.07 3 6.26

    PROM

    (TIEMPO)

    4.32PROM

    (TIEMPO)

    4.06PROM

    (TIEMPO)

    6.20

    Q6 (m3/s) 6.94E-04 Q7 (m3/s) 7.39E-04 Q8 (m3/s) 4.84E-04

    Cuadro de Resumen:

    RESUMEN

    Q1 1.87E-04

    Q2 4.25E-04

    Q3 5.38E-04

    Q4 6.94E-04

    Q5 7.39E-04

    Q6 4.84E-04

    6.2.TABLA N 04:Calculo de los Coeficientes de Perdida de Carga.

    Entonces,

    Se calcula la diferencia de presiones manomtricas convirtiendo a

    metros.

  • 7/30/2019 Perdidas de Carga Local - Parte II

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    ACULTAD E NGENIERA

    Se calcula la diferencia de cotas (Z), se calculo midiendo con una

    regla.

    Se calcula la perdida de entrada hacia la salida (Hpe-s)

    ( )

    Simplificando queda:

    Luego se reemplaza los valores en la formula del coeficiente de

    perdida de carga:

    Tambin se deduce la siguiente frmula:

    N

    Vlvula Tipo Membrana

    h (m) Q (m3/s)Z

    (m)K Log Q Log K

    1 25.825 1.87E-04 -0.160 1.994 -3.7292 0.2997

    2 20.660 4.25E-04 -0.160 1.992 -3.3717 0.2993

    3 15.495 5.38E-04 -0.160 1.990 -3.2695 0.2988

    4 10.330 6.94E-04 -0.160 1.985 -3.1584 0.2977

    5 5.165 7.39E-04 -0.160 1.969 -3.1314 0.29436 1.033 4.84E-04 -0.160 1.845 -3.3153 0.2660

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    ACULTAD E NGENIERA

    GRFICO DE VLVULA TIPO MEMBRANA

    Para la elaboracin de la grfica y la lnea de tendencia no se tomaron en cuenta los

    caudales cinco y seis (Q5 y Q6), porque no guardan relacin.

    1.800

    1.850

    1.900

    1.950

    2.000

    2.050

    0.00E+00 2.00E-04 4.00E-04 6.00E-04 8.00E-04Coeficiente

    de

    Perdida

    de

    Carga

    -

    K

    Caudal - Q (m3/s)

    VLVULA TIPO MEMBRANAQ5

    Q6

    1.980

    1.985

    1.990

    1.995

    2.000

    0.00E+00 2.00E-04 4.00E-04 6.00E-04 8.00E-04Coeficiente

    de

    Perdida

    de

    Carga

    -

    K

    Caudal - Q (m3/s)

    VLVULA TIPO MEMBRANA

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    ACULTAD E NGENIERA

    GRFICO DE VLVULA TIPO MEMBRANA (Log Q vs Log K)

    Para la elaboracin de la grfica y la lnea de tendencia no se tomaron en cuenta los

    caudales cinco y seis (Q5 y Q6), porque no guardan relacin.

    0.264

    0.272

    0.280

    0.288

    0.296

    0.304

    -3.8 -3.7 -3.6 -3.5 -3.4 -3.3 -3.2 -3.1

    Log

    K

    Log Q

    VLVULA TIPO MEMBRANALog Q5

    Log Q6

    0.297

    0.298

    0.299

    0.300

    0.301

    -3.8 -3.7 -3.6 -3.5 -3.4 -3.3 -3.2 -3.1

    Log

    K

    Log Q)

    VLVULA TIPO MEMBRANA

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    ACULTAD E NGENIERA

    CONCLUSIONES:

    1. Para el calculo de perdidas de cargas locales se utiliz la siguiente ecuacin:

    Donde:

    Hpe-s : Prdida de carga local (m).

    h : Diferencia de columna de agua (m).

    Z : Diferencia de cota desde la entrada hasta la salida (m).

    2. Segn la graduacin del caudal medinate la Vlvula Tipo Membrana se puede

    conocer cuanto es la cantidad de perdida que genera el mencionado accesorio.

    Llegando a la conclusin que el coeficiente de prdida de carga local de la vlvula

    tipo membrana varia desde:

    K mx : 1.994

    Kmn : 1.985

    3. La perturbacin del flujo (agua), que se genera a la entrada de la vlvula tipo

    membrana, va depender de la abertura de la mencionada vlvula.

    4. A mayor caudal que pasa por la vlvula, existe menos perdida (El Coeficiente de

    Perdidad de Carga en menor.)

    1.980

    1.985

    1.990

    1.995

    2.000

    0.00E+00 2.00E-04 4.00E-04 6.00E-04 8.00E-04Coeficie

    nte

    de

    Perdida

    de

    Carga

    -

    K

    Caudal - Q (m3/s)

    VLVULA TIPO MEMBRANA

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    ACULTAD E NGENIERA

    5. Se concluye que para la elaboracin de la grfica de la Vlvula Tipo Membrana, no

    se tom en cuenta el caudal cinco y seis (Q5 y Q6).

    NVlvula Tipo Membrana

    h (m) Q (m3/s) Z (m) K

    5 5.165 7.39E-04 -0.160 1.969

    6 1.033 4.84E-04 -0.160 1.845

    Porque, como se oberva en los siguientes grficos los datos del caudal cinco y

    caudal seis (Q5 y Q6), no guardan relacin:

    Tambin sacandole logaritmo a ambos miembros, los logaritmos de los caudales

    cinco y seis (Log Q5 y Log Q6), no guardan relacin:

    1.800

    1.850

    1.900

    1.950

    2.000

    2.050

    0.00E+00 2.00E-04 4.00E-04 6.00E-04 8.00E-04

    Coeficiente

    de

    Perdida

    de

    Carga

    -

    K

    Caudal - Q (m3/s)

    VLVULA TIPO MEMBRANA

    0.264

    0.272

    0.280

    0.288

    0.296

    0.304

    -3.8 -3.7 -3.6 -3.5 -3.4 -3.3 -3.2 -3.1

    Log

    K

    Log Q

    VLVULA TIPO MEMBRANA Log Q5

    Log Q6

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    ACULTAD E NGENIERA

    6. En el persente ensayo se demostro, que existe perdida en la Vlvula Tipo

    Membrana, por mas que la mencionada vvula se encuentre totalmente abierta.

    Prdidas en vlvulas:

    El coeficiente de prdidas de una vlvula depende del tipo de vlvula y de su grado de

    apertura .

    Su funcin es abrir o cerrar el paso del fluido por los diferentes tramos, y en otros casos

    regular el caudal circulante.

    RECOMENDACIONES:

    1. En el presente ensayo para su anlisis, se recomienda emplear adecuadamente la

    frmula, teniendo en cuenta principalmente las unidades de cada trmino de la

    ecuacin.

    Donde:

    Hpe-s : Prdida de carga local (m).

    h : Diferencia de columna de agua (m).

    Z : Diferencia de cota desde la entrada hasta la salida (m).

    Tambin se recomienda utilizar la siguiente ecuacin para el calculo del coeficiente

    de perdida de carga local (K):

    Donde, K es un nmero adimensional.

    2. Se recomienda que en el presente ensayo se lleve a cabo con distintos caudales.

    De tal manera obteniendo los coeficientes de perdida de carga local, para

    diferentes aberturas de la vlvula tipo membrana.

    3. Se recomienda que despus de cada ensayo, se debe hacer fluir agua con leja por

    todo el sistema del equipo de ensayo FME 05. De tal manera, que el equipo se

    encuentre adecuadamente para cualquier otro ensayo.

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    ACULTAD E NGENIERA

    4. Para que se cumpla esta relacin se recomienda, que se empice con la mayor

    presin de entrada (en nuestro caso se comenzo en 2.5 bar), luego ir

    disminuyendo la presin de entrada hasta que uno lo crea conveniente (lo

    recomendable es hasta 0.1 bar).

    5. Se recomienda aforar el caudal o gasto, despus que se haya graduado el caudal

    del fluido con la vlvula tipo membrana. Tambin,que los encargados de aforar el

    caudal tenguen conocimientos previos sobre el uso y manejo de los sugientes

    equipos: el piezmetro, el cronmetros y el indicador.

    6. Como la presicin del manmetro bourdon es + 0.1, se recomienda trabajar con

    una presin de 0.1 bar hasta 2.5 bar.

    Prdidas en vlvulas:

    Se debe verificar tipo de vlvula y su grado de apertura , para saber el coeficiente de

    prdidas.

    Se recomienda unasar la menor cantidad de vlvulas en instalaciones sanitarias, porque de

    esa manera estariamos optimizando el paso del fluido.

    1.980

    1.985

    1.990

    1.995

    2.000

    0.00E+00 2.00E-04 4.00E-04 6.00E-04 8.00E-04Coeficien

    te

    de

    Perdida

    de

    Carga

    -

    K

    Caudal - Q (m3/s)

    VLVULA TIPO MEMBRANA