perdidas de cargas locales

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laboratorio de fluidos UPLA

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES INGENIERIA CIVIL

28

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

Escuela profesional de ingeniera civil

CARRERA: INGENIERA CIVIL UNIDAD DE EJECUCION CURRICULAR: Laboratorio de fluidos e hidrulica TEMA: perdida de cargas locales por ecuacin de darcyCatedrtico: ING, HUATUCO GONZALES, MARIO Alumno: CUADROS SUEREZ, PERCY DIAS ALEJO , JORGE DE LA CRUZ FERNNDEZ , EDUARDO ESCOBAR EGOAVIL.WILMER HUATUCO LIZANO,ERICK MELO HINOSTROZA,YONEL MOLINA QUISPE,ANGEL PUCCLLAS QUISPE ,EBER ROJAS CARHUALLANQUI,TEMERSON ROMERO HILARIO,GIANFRANCO NIVEL: vii AULA: a1Huancayo Per 2015

PERDIDA DE CARGAS LOCALES POR ECUACION DE DARCY1. APLICACIN : La aplicacin de la ECUACION DE BERNOULIpara fluidos reales, entre 2 secciones de un mismo tramo de tubera es

2. PRDIDA EN UNA EXPANSIN SBITAUn ensanchamiento sbito en la tubera provoca un incremento en la presin de P1a P2y un decrecimiento en la velocidad de V1a V2(figura 1).

Figura 1. Prdida en una expansin sbita.

Separacin y turbulencia ocurre cuando el flujo sale del tubo ms pequeo y las condiciones normales del flujo no se restablecen hasta una cierta distancia aguas abajo. Una presin P0acta en la zona de remolinos y el trabajo experimental ha demostrado que P0= P1. Aislando el cuerpo del fluido entre las secciones (1) y (2), las fuerzas que actan sobre el fluido son las que se muestran en la figura 2.

Figura 2. Volumen de control para una expansin sbita.3. ENSACHAMIENTO GRADUAL:Si la transmisin de un conducto a una mayor puede hacerse menor abrupta que la dilatacin sbita de bordes cuadrados, la perdida de energa se reduce. Esta normalmente se hace colocando una seccin cnica entre los dos conductos como se hace en la siguiente figura.

Figura 3. Ensanchamiento gradual

4. CONTRACCION SUBITA:La prdida de energa debido a una contraccin sbita, como la esbozada en la figura se calcula a partir de:

Figura 04, contraccin sbita

5. PERDIDAS LOCALES EN :

5.1. CODOS DE 90Un cambio de direccin significa una alteracin en la distribucin de velocidades.

Fig.: 05, codo de 90

5.2. EN CODO DE 45 :Un cambio de direccin significa una alteracin en la distribucin de velocidades

FIG. 06, en codo de 45

5.3. PARA EL CODO DE CURVATURA FUERTE : Un cambio de direccin significa una alteracin en la distribucin de velocidades

FIG. 06, para codo de curvatura fuerte

5.4. PARA EL CODO DE CURVATURA SUAVE:Un cambio de direccin significa una alteracin en la distribucin de velocidades

FIG:07, para codo de curvatura suave

6. COEFICIENTE DE PERDIDA:TIPO DE ACCESORIOCOEFICIENTE DE PERDIDAD (K)GRAFICO

ENTRADA

BORDES AGUDOS

K=0.5

BORDES LIGERAMENTE REDONDEADOSK=0.26

BORDES ACAMPANADOSK=0.04

BORDES ENTRANTESK?1

ENSANCHAMIENTO

V1:VELOCIDAD AGUAS ARRIBAK=1

V2:VELOCIDAD AGUAS ABAJOGRAFICO DE GIBSON

CAMBIO DE DIRECCION

CODO DE 90K=0.90

CODO DE 45K=0.42

CODO DE CURVA FUERTEK=0.75

CODO DE CURVA SUAVEK=0.60

VALVULAS

VALVULA DE GLOBO K=10.0

VALVULA DE COMPUERTAK=0.19

VALVULA CHECKK=2.5

CONTRACCIONTABLA DE WEISBACH

BRUSCA

GRADUALK=0

7. EQUIPOS Y MATERERIALES

7.1. FME 05

Este mdulo puede trabajar con el banco hidrulico (FME00) Cuenta con 12 tubos manomtricos de agua presurizada Dispone de tomas de presin a lo largo de todo el sistema, lo que permite la medicin de las prdidas de cargas locales en el sistema. Dispone de dos vlvulas de membrana, una que permite la regulacin del caudal y la otra dispuesta en serie con el resto de accesorios del circuito hidrulico.

7.1.1. ELEMENTOS :

Dos codos de 90

Un codo largo de 90

Un ensanchamiento

Dos manmetros

8. DATOS TECNICOS Rango de los dos manmetros de 0 a 2.5 bar. Rango de los manmetros diferenciales de 0 a 500mm Numero de tubos manomtricos 12 Tubera rgida de PVC Tuberas flexibles

9. PROCEDIMIENTO:

Montar el equipo sobre el Banco Hidrulico (FME 00) Conectar el equipo a un toma corriente para impulsar el lquido. Conectar el tubo de entrada del aparato a la impulsin del banco. Empalmar un conducto flexible a la salida de aquel, para que pueda desaguar en el tanque volumtrico. Abrir completamente la vlvula de control de salida del aparato. Abrir la vlvula del suministro del Banco Hidrulico para permitir que el agua circule por el interior del aparato evacuando todas las bolsas o burbujas de aire que existen. A continuacin y una vez comprobado que aire ha sido desalojado, cerrar la vlvula de control de salida y desconectar, con cuidado la vlvula anti retorno hasta conseguir que los finos conductos de tomas de presin y los tubos manomtricos del panel estn llenos de agua. Nivele los manmetros de agua, evitando que queden con burbujas de aire. Tome las medidas de caudales en el banco hidrulico. Registre las diferencias de la lectura de los manmetros en la tabla anexa. (La vlvula debe ser utilizada para regular el flujo de agua en el aparato). Se prosigue con la medicin de Altura de entrada (He) y la Altura de salida (Hs), cada medicin va a tener diferente caudal, la cual se calcul en una cantidad de 5 litros por medida. Durante el ensayo se pueden ajustar a voluntad los niveles de los tubos manomtricos, presurizando lentamente aire con ayuda de la bomba manual si se desea bajarlos liberando aire a travs de la vlvula anti retorno, si se quiere subirlos. Luego de obtener los seis datos diferentes experimentales en el laboratorio, se procede a realizar los clculos correspondientes.

10. DATOS OBTENIDOS EN LABORATORIO:

A) CODO DE RADIO LARGO

NTIEMPOVOLUMENCAUDAL

128.590.0050.0001749

234.670.0050.0001442

339.940.0050.0001252

440.650.0050.000123

561.200.0050.0000817

662.420.0050.0000801

Nhe (m)hs (m)hps (m)Caudal K

10.2330.421-0.1880.000272-12.1

20.2220.4545-0.23250.000273-14.7

30.1980.351-0.1530.000244-12.1

40.1820.3495-0.16750.000256-12.1

50.1520.3455-0.19350.000201-22.6

60.1360.332-0.1960.000128-56.6

DONDE:He= altura de entradaHs= altura de salida Hps= he hs

Hps = 0.233-0.421=-0.188Hps = 0.222-0.4545=-0.2325Hps = 0.198-0.351=-0.153Hps = 0.182-0.3495=-0.1675Hps = 0.152-0.3455=-0.1935Hps = 0.136-0.332=-0.196

=2.2 =13.9 =2.7 =3.1 =3.5 =2.9

B) ENSANCHAMIENTO:NQ

10.0001749

20.0001442

30.0001252

40.000123

50.0000817

60.0000801

NDe/Ds(De/Ds)^2K

10.6250.390.37

20.6250.390.37

30.6250.390.37

40.6250.390.37

50.6250.390.37

60.6250.390.37

DONDE:

De= dimetro menor.Ds= dimetro mayor.

=0.625

k= (1-(De/Ds)^2)^2=0.37

(0.625)^2=0.39

C) CONTRACCION:NQ

10.0001749

20.0001442

30.0001252

40.000123

50.0000817

60.0000801

NDe/Ds(De/Ds)^2[1-(De/Ds)^2]^2

11.62.562.43

21.62.562.43

31.62.562.43

41.62.562.43

51.62.562.43

61.62.562.43

Donde: K= [1-(40/25)^2]^2=2.43

(40/25)^2=2.56 =1.6

D) CODO RADIO MEDIO

NQ

10.0001749

20.0001442

30.0001252

40.000123

50.0000817

60.0000801

Nhe (m)hs (m)hps (m)K

10.2620.2380.0243.7

20.2750.2580.0173.9

30.2880.2690.0195.7

40.3040.2880.0165.0

50.3170.3030.0149.9

60.3320.3230.0096.6

DONDE:He= altura de entradaHs= altura de salida Hps= he hs

E) CODO DE RADIO CORTO

NQ

10.0001749

20.0001442

30.0001252

40.000123

50.0000817

60.0000801

Nhe (m)hs (m)hps (m)K

10.0630.0210.0426.5

20.1060.0660.049.1

30.1340.1030.0319.3

40.1740.1490.0257.8

50.2030.1840.01913.5

60.2530.2370.01611.8

DONDE:He= altura de entradaHs= altura de salida Hps= he hs

F) INGLETE:NQ

10.0001749

20.0001442

30.0001252

40.000123

50.0000817

60.0000801

Nhe (m)hs (m)hps (m)K

10.0670.0350.03244.6

20.0840.0670.01734.9

30.0870.0810.00616.3

40.1070.0880.01953.6

50.1090.0980.01170.3

60.1080.0890.019126.3

DONDE:He= altura de entradaHs= altura de salida Hps= he hs

11. HOJA DE CALCULO DE PERDIDAS LOCALESA) CODO RADIO LARGO

Nhe (m)hs (m)hps (m)Caudal K

10.2470.2330.0140.0001752.2

20.2830.2220.0610.00014413.9

30.2040.1950.0090.0001252.7

40.1910.1810.010.0001233.1

50.1570.1520.0058.17E-053.5

60.140.1360.0048.01E-052.9

B) ENSANCHAMIENTONDe/Ds(De/Ds)^2KQ (m3/s)

10.6250.390.370.00024

20.6250.390.370.000224

30.6250.390.370.000214

40.6250.390.370.000188

50.6250.390.370.000183

60.6250.390.370.000133

C) CONTRACCIONNDe/Ds(De/Ds)^2[1-(De/Ds)^2]^2Q (m3/s)

11.62.562.430.0001749

21.62.562.430.0001442

31.62.562.430.0001252

41.62.562.430.000123

51.62.562.430.0000817

61.62.562.430.0000801

D) CODO RADIO MEDIONhe (m)hs (m)hps (m)Caudal K

10.2620.2380.0240.00017493.7

20.2750.2580.0170.00014423.9

30.2880.2690.0190.00012525.7

40.3040.2880.0160.0001235.0

50.3170.3030.0140.00008179.9

60.3320.3230.0090.00008016.6

E) CODO RADIO CORTONhe (m)hs (m)hps (m)Caudal K

10.0630.0210.0420.