perdidas de cargas secundarias 2015

7/26/2019 Perdidas de Cargas Secundarias 2015

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PERDIDAS DE CARGAS SECUNDARIAS EN CONDUCTOS CERRADOS OTUBERIAS

I.- INTRODUCCIONLas prdidas secundarias son las prdidas de forma que tienen lugar en lastransiciones (estrechamiento o expansiones), en codos, vlvulas y en toda clase deaccesorios de tuberas!

II.- MARCO TEORICO

Las perdidas secundarias se pueden calcular por dos mtodos!

primer mtodo" por la misma f#rmula de las prdidas secundarias! segundo mtodo" por la misma f#rmula de las perdidas primarias sustituyendo

en esta la longitud de la tubera L , por la longitud equivalente (Le)!

1ermtodo:

La ecuaci#n fundamental de las prdidas secundarias, anloga a la ecuaci#n de $arcypara prdidas primarias, es la siguiente"

hs % &'% *i+-g

donde"

hs !!!!perdida de carga secundaria!

*!!!!!coeficiente adimensional de perdida de carga secundaria

coeficiente total para cada accesorio donde estas pueden ser desde cero hasta naccesorios

+!!!!!!velocidad media en la tubera, si se trata de codos, vlvulas, etc! .i se trata de un

cambio de secci#n o ensanchamiento suele tomarse la velocidad en la secci#n menor!

2domtodo:

longitud de tubera equivalente (Le)

/s la longitud de una tubera imaginaria, que produce perdidas iguales a las de uncambio de direcci#n, un cambio de secci#n o una vlvula para un mismo caudal!


2/24

!hs % *+-g !hf % f (L - $)( +- g )

0ondici#n" hs % !hf ,para un mismo caudal!

/ntonces se obtiene igualando las formulas anteriores que"

* % f Le - $

1or consiguiente"

Le % * $ - f

2na ve3 evaluadas las prdidas de carga primaria y secundaria, se puede calcular alaltura de perdida de carga!

hp% hs 4!hf

o tambin "

hp% +- g (f L - $ 4 &*i )

5ultiplicando por f , tenemos"

hp% f +- g$ ( L 4 &Lei )

/n tuberas largas las perdidas secundarias por lo general son insignificantes y nosobrepasan 6 a7 8 de las perdidas primarias

Tipos de prdidas secundarias:

Ensanchamientos bruscos y suaves

La transici#n de un conducto de secci#n circular de un dimetro da otro dimetromayor $ puede reali3arse de forma brusca o suavemente mediante un difusor c#nicode ngulo 9


3/24

/n este caso la prdida se calcula a partir de la f#rmula"

/l valor de m se toma de la siguiente tabla"

.i el ensanchamiento es brusco (9%7:;), el valor de m es aproximadamente igual a launidad! Contracciones bruscas y suaves

Codos.-

2na curva causa una perturbaci#n en la corriente, debido a la fuer3a centrfuga,se origina un aumento de perdida de presi#n y correspondiente disminuci#n dela velocidad en la pared interna! /sta diferencia de presiones produce unamodificaci#n de la forma de flu


4/24

>ay muchas f#rmulas experimentales para la determinaci#n de un tipo de perdidaentre ellas la de ?eisbach"

hs% *

90

V2

2 g

r% radio de la tubera% radio curvatura del codo

%angulo del codo

Los valores de * en funci#n de r-en un codo son

r- ,7 , ,@ ,A ,6 ,B ,C ,: ,D,7

*,7@7

,7@:

,76:

,B

,DA

,AA

,BB7

,DCC

7,A:

7,DCD

Perdidas por otros accesorios

/l coeficiente * de una vlvula depende del tipo de la misma, del tamaEo y delgrado de apertura dentro de la vlvula, estas suelen ser facilitados por el fabricante(normalmente)!


5/24

1ara vlvulas abiertas y parcialmente cerradas"

III.-OBJETIVOS.-

5edici#n de las prdidas de energa en accesorios (perdidas secundarias) para

un flu


6/24

VI.- CALCULOS RESULTADOS

$JHK.

Hemperatura agua ;0

7ra prueba (ensanchamiento)

0J2$JL 1entrada 1salida LongitudC!6 lt-min B@!7 BA 7!6 cm7 lt-min AC!C A:!

da prueba (ensanchamiento y perdidas en tubera lisa)

0J2$JL 1entrada 1salida LongitudC!6 lt-min BD!@ BD!C 7:!6 cm7 lt-min 6@ 6@!C

@ra prueba (perdidas por ensanchamiento ms perdidas en tubera lisa

ms perdidas por estrechamiento)

0J2$JL 1entrada 1salida LongitudC!6 lt-min :C!6 :D!6 77 cm

7 lt-min BD!7 CA!A


7/24

0JL02LK.

PRIMER METODO

Pr!mer "#$d#%

1000


8/24

*%(7=(7!DB7M7=A-@!@@M7=A))

*%!7BD

8error% B7!B8

OBS: el valor medido en el manometro en este caso no tiene la precisi#n deseada, yaque este es mayor que el de cuadal de 7 lpm

1erdidas en la tubera recta (clculos del anterior informe)

Hr=0.0175(0.96 )

0.0206

0.18772

(29.8 )=1.47103 J -Fg

1erdidas por estrechamiento

0.02=K0.6372

(29,8 ) =0.966

K=0.966

+alor de coeficiente F en estrechamiento" *%!66M(7=A2

A1 )

*%!66M( (7=(@!@@M7=A-7!DB7M7=A))

*%!D@A

8error% @!@78

Se&$'do "#$d#%

1erdidas por ensanchamiento

Hex=Kv2

(2g )

0.008=K1.022

(29.8 )

K=0.151

+alor de coeficiente F en ensanchamiento" *%(7=A1

A2 )


9/24

*%(7=(7!DB7M7=A-@!@@M7=A))

*%!7BD

8error% 7!B68

1erdidas en la tubera recta (clculos del anterior informe)

Hr=0.0361(0.96 )

0.0206

0.32

(29.8)=7.725103 J -Fg

1erdidas con estrechamiento

He=Kv2

(2g )

(74.469.1)/100=K1.022

(29.8 )

K=0.99

+alor de coeficiente F en estrechamiento" *%!66M(7=A2

A1 )

*%!66M( (7=(@!@@M7=A-7!DB7M7=A))

*%!D@A

8error% B!678

SEGUNDO M(TODO

Pr!mer "#$d#%

H2H

1=

(L+ Le )D

V2

2 g

/nsanchamiento ( calculadoen el anterior info rme )

0.009=

0.0573(0+ Le )0.0158

0.6372

29.8

Le=0.119 m


10/24

/strechamiento, tubera recta y ensanchamiento (

calculado en el anterior informe )

0.02=

0.0573(0.96+ Le )0.0158 0.637

2

29.8

Le=0.69m

OBS: como las diferencias de presiones medido por le man#metro es demasiadopequeEo, se obtuvo valor negativo

Se&$'do "#$d#%

H2H

1=

(L+ Le )D

V2

2 g

/nsanchamiento ( calculadoen el anterior forme )

0.005=

0.0361(0+ Le )0.0158

1.022

29.8

Le=0.041m

/strechamiento, tubera recta y ensanchamiento (

calculado en el anterior informe )

0.217=

0.0448(0.96+ Le)0.0158

1.022

29.8

Le=0.167 m

PERDIDAS POR ACCESORIOS

V)%*$%# de "om+$ert#


11/24

C#$d#%, %tm!' A/!erto 0 3 3,

/ntrada @B!6 @@!A - 20.1.alida @:!6 A!D - ,2.4

1 %tm!' A/!erto 0 3 3,/ntrada 67!6 @B! 7!: No m!d!5 e%

m#'5metro.alida 6C!B C!A D6!@

Pr!mer "#$d#%

1000


12/24

H2H

1=K

V2

2g

0.02=K0.4247

2

(29.8)

*%!7C

+alor de coeficiente F para vlvula abierta" *%7

8error%6@!D8

C)%"$%o6 "o' %# %%#*e "err#d# 0

H2H

1=K

V2

2g

0.074=K0.4247

2

(29.8)

*%:!A

+alor de coeficiente F para vlvula cerrada @O" *%6

8error%@C!:78

C)%"$%o6 "o' %# %%#*e "err#d# 3,7

H2H

1=K

V2

2g

0.297=K0.42472

(29.8)

*%@!C

+alor de coeficiente F para vlvula cerrada A6O" *%

8error%@7!:A8

Se&$'do "#$d#%

Co' %# %%#*e #/!ert#


13/24

H1H

2=

0.030.4850.852

20.0159.8+

K0.852

29.8

0.025=K0.70736

2

29.8

K=0.678

+alor de coeficiente F para vlvula abierta" *%7

8error%@!8

Co' %# %%#*e "err#d# 08

H1H

2=

0.0350.4850.852

20.0159.8+

K0.852

29.8

K=8.15

+alor de coeficiente F para vlvula cerrada @O" *%6

8error%@:!B68

Co' %# %%#*e "err#d# 3,8

/l man#metro no tena la capacidad para poder medir las diferencia de >!

Co' %# %%#*e "err#d# 38

H1

H2

=0.0350.4850.852

20.0159.8+

K0.852

29.8

K=21.24

+alor de coeficiente F para vlvula cerrada A6O" *%8error%@!A68

SEGUNDO METODOPr!mer "#$d#%


14/24

Nre=vD

!

Nre=998.230.42470.015

1.005103

Nre=6327.59

H2H

1=

(L+ Le )D

V2

2 g

0.02=

0.035

(0.485+

Le )0.0158

0.42472

29.8

Le=0.4464 m

V)%*$%# "err#d# 08

H2H

1=

(L+ Le )

D V

2

2 g

0.075=

0.035(0.485+ Le )0.0158

0.42472

29.8

Le=3.01 m

V)%*$%# "err#d# 3,8

H2H

1=

(L+ Le )D

V2

2 g

0.297=

0.035(0.485+ Le)0.0158

0.42472

29.8


15/24

Le=13.35 m

Se&$'do "#$d#%

V)%*$%# #/!ert#

Nre=vD

!

Nre=998.230.850.015

1.005103

Nre=12664.11

H2H

1=

(L+ Le )D

V2

2 g

0.061=

0.03(0.485+ Le )0.015

0.852

29.8

Le=0.342 m

V)%*$%# "err#d# 0

H2H

1=

(L+ Le )D

V2

2 g

0.342=

0.03(0.485+ Le )0.015

0.852

29.8

Le=4.15 m

V)%*$%# "err#d# 3


16/24

H2H

1=

(L+ Le )D

V2

2 g

0.825=

0.03(0.485+ Le )0.015

0.852

29.8

Le=10.7 m

PERDIDAS POR CODOS

C#$d#% e'tr#d# 6#%!d#6 lt-min ::!6 D!@

7 lt-min C7!: CD!A

C#$d#% e'tr#d# 6#%!d#6 lt-min BD!: C7!67 lt-min 6B! B@!A


17/24

C#$d#% e'tr#d# 6#%!d#6 lt-min :7!B :6!67 lt-min B C:!D

12(V2

2V12 )+g ("2"1 )+#

2

#1

+ $+%s=0

g ("1"12 )+#

1#

2

= $

("1"2 )+H1H2=H&+Hs

("1"2 )+H2H1=LV

2

2Dg+' V

2

2g

("1"2 )+H1H2=' V

2

2g

DOS CODOS DE 90

Pr!mer "#$d#%

0.095+0.018=

K0.42472

29.8

K=8.28

* para cada codo %:!:-*%A!7A

P#r# e% 6e&$'do "#$d#%

("1"2 )+H2H1=( V

2

2g


18/24

(0.095)+0.076=( 0.85

2

29.8

(=4.64

* para cada codo %A!BA-*%!@

D! C"#$%! DE &'

Pr!mer "#$d#%

("1"2 )+H2H1=( V

2

2g

0.21

+0.017

=

(0.42472

29.8

(=20.97

Se&$'do "#$d#%

("1"2 )+H2H1=' V

2

2g

0.21+0.072=K0.852

29.8

K=3.74

D! C"#$%! DE &' D! CD! DE &'

Pr!mer "#$d#%

("1"2 )+H2H1=( V

2

2g

0.115+0.039=(0.4247

2

29.8

(=8.26

Se&$'do "#$d#%


19/24

("1"2 )+H2H1=K V

2

2 g

0.115+0.169=

K0.852

29.8

K=1.46

D! CD! DE *+

Pr!mer "#$d#%

("

1"

2 )+H

2H

1=

' V2

2g

0.1+0.015=K0.42472

29.8

K=12.49

* para cada codo %7!AD-*%B!6Se&$'do "#$d#%

("1"2 )+H2H1=K V

2

2 g

0.1+0.073=K0.852

29.8

K=4.69

* para cada codo %A!BD-*%!@A

D! C"#$%! DE &', D! CD! DE &' D! CD! DE *+

Pr!mer "#$d#%

("1"2 )+H2H1=( V

2

2g

0+0.052=(0.42472

29.8


20/24

(=5.65

Se&$'do "#$d#%

0+0.238=K0.852

29.8

K=6.46

SEGUNDO METODOPr!mer "#$d#%

Nre=vD

!

Nre=998.230.42470.015

1.005103

Nre=6327.58

DOS CODOS DE 90

("1"2 )+H2H1=

(L+ Le)D

V2

2 g

0.095+0.018=

0.035(0.27+ Le)0.0158

0.42472

29.8

Le=5.27m

D! C"#$%! DE &'

0.21+0.017=

0.035(0.56+ Le )0.0158

0.42472

29.8

Le=8.91m


21/24

DOS CURVAS DE 90 Y DOS CODOS DE 90

0.115+0.039=

0.035(0.77+ Le)0.0158

0.42472

2

9.8

Le=2.96m

DOS CODOS DE 45

0.1+0.015=

0.035(0.52+ Le )0.0158

0.42472

29.8

Le=5.12m

D! C"#$%! DE &', D! CD! DE &' D! CD! DE *+

0+0.052=

0.035(1.29+ Le )0.0158

0.42472

29.8

Le=1.26m

Se&$'do "#$d#%

D! CD! DE &'

(0.095)+0.076=

0.03(0.27+ Le )0.0158

0.852

29.8

Le=2.17m

D! C"#$%! DE &'

0.21+0.072=

0.03(0.56+ Le )0.0158

0.852

29.8


22/24

Le=1.41m

D! C"#$%! DE &' D! CD! DE &'

0.115+0.169=

0.03(0.77+ L

e)0.0158 0.852

29.8

Le=3.91m

D! CD! DE *+

0.1+0.073=

0.03(0.52+ Le )0.0158

0.852

29.8

Le=1.95m

D! C"#$%! DE &', D! CD! DE &' D! CD! DE *+

0+0.238=

0.03(1.29+ Le)0.0158

0.852

29.8

Le=4.69m

VII.- CUESTIONARIO

1.- 9C5mo !'%$;e e% '


23/24

( ) * H r)

0.- re#%!"e $' &r)!"o de %# e"$#"!5' de Ber'o$%%! "o' +rd!d#6 de $'# de %#6 r#m#6de% e$!+o de +rd!d#6 de e'er&H# e' t$/erH#6 ; #""e6or!o6.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Perdidas en la valvula de compuerta

Grado de apertura de la valvula

delta H (m)

Las perdidas secundarias en la vlvula van aumentando de acuerdo se va a cerrando msla vlvula!3.-#%%e %o6 "oe!"!e'te6 de +rd!d#6 6e"$'d#r!#6 ; %o'&!t$de6 e$!*#%e'te6 de todo6%o6 #""e6or!o6 de% e$!+o ; "ome'te e6to6 re6$%t#do6.

Hodos los valores de coeficiente F y de longitud equivalente se encuentran detallados enla parte de clculos! .in embargo pudimos observar que"

Los valores de * calculados para la parte de cambio de secci#n, tienen una seme medida por el man#metro!

/l mismo factor nos hi3o variar los resultados de las longitudes equivalentes, dndonosresultados negativos y en algunos casos la longitud equivalente mayor en un accesorioque en ms de un accesorio a la ve3!

VIII.-CONCLUSIONES


24/24

>emos comprobado la similitud entre los valores de * de cambio de secci#n,

obtenidos en laboratorio y los calculados mediante la relaci#n de reas! >emos comprobado la similitud entre los valores de F de vlvula abierta y

parcialmente cerrada, medido en laboratorio y las de tablas!

>emos obtenido las longitudes equivalentes de varios accesorios, como vlvulas

de ensanchamiento, de estrechamiento, vlvula de compuerta con distintosngulos de apertura, codos de D, curvas de D y codos de A6!

I.- BIBLIOGRAKIA

https"--alo

perdidas de cargas secundarias 2015

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