perdidas en tubos

5/11/2018 Perdidas en Tubos - slidepdf.com

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ENSAYOS EN ELBANCO HIDRAULICO

DE BASE

FACULTAD DE INGENIERIAS Y CS. PURAS

LABORATORIO DE HIDRAULICA

UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ

Ing. Hernán Almonte Pilco



LABORATORIO DE

HIDRAULICA

Estudio de las perdidas por

frotamiento en un tuboPerdidas de carga en un conductode seccion constante



LABORATORIO DE

HIDRAULICA



Estudio de perdidas de cargas en los

tubos

La dotación del kit comprende algunostubos de diverso perfil y diferentesección y por tanto se puede estudiar la

evolución de las pérdidas de carga enlos tubos de diversa sección y debruscas variaciones de sección

(ensanchamiento, restricción).




tubos

Pérdidas de carga en los tubos

La unidad está compuesta por tres trechosde cañería de diámetro y construcción

distintos: Uno de perfil constante de 14 mm

Uno de perfil constante de 10 mm

Uno con ensanchamiento brusco oéstrechamiento de la sección más o menos ala mitad de la cañería con 14 y 10 mm




tubos

Los tubos de prueba están constituidos poruna toma de presión a cada extremidad eltubo con diámetro variable está constituido

por otras dos tomas de presión a nivel de lasección en la que se tiene la variación dediámetro. Para medir las pérdidas de carga,se emplea la unidad de piezómetros.




tubos

Montar la tubería deseada utilizandoapropiadas abrazaderas con pernos (endotación al grupo) con las tomas de presión

orientadas hacia abajo. Introducir el tubo de alimentación del agua.

Montar la tubería de descarga.

Conectar las tuberías de silicona a larespectiva toma de presión.




tubos

Estudio de las perdidas por frotamiento en untubo

Perdidas de carga en un conducto de secciónconstante

Finalidad Consiste en mostrar qué cuando un fluido se deslizaen una cañería, existen caídas de presión o pérdidasde carga.

Estas pérdidas de carga dependen del frotamiento

del fluido con las paredes del tubo; éstas dependende la velocidad del fluido, de la área de la superficiebañada y del grado de escabrosidad de las paredesdel tubo, así como de la longitud del tubo.




tubos

Las pruebas se efectuarán con tubos dedistintos diámetros para diversos valores delcaudal de líquido que los atraviesa.

Además se demostrará que la ley que uneentre sí los parámetros antes catalogados esdistinta según las condiciones de flujolaminar o de flujo turbulento.




tubos

Modalidades operativas

1. Disponer la unidad sobre la mesa de trabajo.

2. Disponer el tubo en prueba entre los dos

elementos idóneos de la unidad. 3. Conectar el envío de la bomba con el tubo de

alimentación de la unidad.

4. Conectar las dos tomas de presión con los

piezómetros correspondientes. 5. Abrir la válvula de regulación del caudal y poner

en marcha la bomba a bajo número de giros (500).




tubos

6. Actuando contemporáneamente sobre la válvula ysobre el régimen de rotación de la bomba, regular elcaudal de manera que se obtenga el máximodiferencial entre las lecturas de los piezómetros. Si el

diferencial es demasiado bajo, presurizar la cámarasuperior de los piezómetros de manera que se puedaaumentar el caudal circulante en los tubos.

7. Relevar la altura de la columna de agua en los dos

piezómetros y el correspondiente valor de caudal.Reportar este valor en la tabla.




tubos

8. En caso de que los va1óres del caudal seandemasiado bajo, para hacer una buena medición sepodrá usar un cilindro graduado y un cronómetro.

9. Reducir el caudal de manera que se tenga unadisminución del valor del diferencial de 10 mm (5 mmpara los valores más bajos de caudal).

10. Repetir las operaciones del punto 7.

11. Repetir las operaciones indicadas entre lospuntos 7 y 9 de manera que se tengan de medición.

12. Parar la bomba y permitir el completo de flujo delagua en el tanque. 13. Cambiar el tubo en prueba y repetir todas las

operaciones del número 2 hasta el número 12




tubos

Interpretación de los resultados El movimiento de un fluido en un conducto en el caso

ideal, está descrito por la fórmula (Teorema de Bemoulli):

donde: p = presión en la sección que se examina v = velocidad del fluido en la sección que se examina z = altura de la sección con respecto a la línea de

referencia

= peso específico del líquido (3810 N/m3 para elagua)

g = aceleración de gravedad (9.81 m/s2)

const g

v p z

2

2




tubos

Como recordará, expresa la constancia de laenergía a lo largo del conducto.

Pero por efecto del frotamiento de1 líquido

con las paredes de una cañería o delfrotamiento interno del líquido o bien porquese forman eventuales, fenómenos devórtices, la relación precedente se altera para

asumir la forma:

Energia en la sección 1 - Energia perdida =Energía en la sección 2




tubos

La determinación de la energía perdida representa ladificultad mas grande para la solución de problemasrelativos al movimiento de los fluidos en losconductos.

El caso más sencillo que se pueda analizar, es el delmovimiento de un líquido en un conducto rectilíneode sección constante.

Supongamos que la cañería sea horizontal (lo que se

dirá es válido en general por cualquiera inclinacióndel conducto).

Cadente piezométrica




tubos

piezométrica en vez de mantenerseconstante, baja siempre en el sentido delmovimiento del líquido.

Esta disminución referida a un trecho decañería de largo unitario, toma el nombre decadente o bien pendencia piezométrica y seindica generalmente con J; se tiene por lo

tanto:

l

h J




tubos

El cadente mide la energía mecánica perdidapor la unidad de peso del líquido para cumplirun curso de largo unitario

Esta energía, como ya se ha dicho, serágastada para vencer los distintosfrotamientos que se oponen al movimientode1 líquido.

Es posible demostrar que la pendencia sepuede expresar en función del diámetro deltubo y del caudal según:




tubos

donde:

Q = caudal (m3 / s)

D = diámetro del tubo (m)

k = factor que se determina experimentalmente o bien mediantefómulas empíricas, entre los cuales, las más conocidas son:

La fórmula de Darcy:

5

2

* D

Qk J

)000042.0

00164.0( D

K




tubos

Observando el diagrama anexo, se puedenotar que el gráfico pendencia-caudal

presenta un punto de discontinuidad; este

punto indica el pasaje de régimen laminar arégimen turbulento




tubos

10 H 14 H 1014 H Q

(l/mim) (mm H2O) (mm H2O) (mm H2O)

5 50 10 356 80 15 55

7 115 22 70

8 140 30 90

9 170 37 120

10 200 45 145

1014 H




tubos

grafico

0

50

100

150

200

250

0 2 4 6 8 10 12

Q (l/miin)

h ( m i n H 2 O

)

D 10

D 14

D 14-10



Gracias ………

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