INGENIERÍA QUÍMICA

LABORATORIO INTEGRAL I

PRÁCTICA ADICIONAL

CAÍDAS DE PRESIÓN EN TUBERÍAS

OBJETIVO:

Determinar las caídas de presión en los diferentes puntos de la red hidráulica así como en las tuberías de diferente diámetro.

INTRODUCCIÓN:

Caída de Presión en tuberías:

Es importante recordar que la perdida de presión en tuberías "solo" se produce cuando el fluido esta en "movimiento" es decir cuando hay circulación. Cuando esta cesa, caso de la figura 1-23 las caídas de presión desaparecen y los tres manómetros darán idéntico valor.

Si al mismo circuito de la figura anterior le retiramos el tapón del extremo aparecerán perdidas de presión por circulación que podemos leer en los manómetros de la Fig.1-24. Cuando mas larga sea la tubería y más severas las restricciones mayores serán las pérdidas de presión.

Si quitamos las restricciones una gran proporción de la perdida de presión desaparece. En un sistema bien dimensionado, la perdida de presión natural a través de la tubería y válvulas será realmente pequeña como lo indican los manómetros de la Fig.1-25.

MATERIA Y EQUIPO:

Se empleara la red hidráulica

La cual está formada por 4 tubos de diferentes diámetros para medir la caída de presión en los distintos puntos de esta.

Los diámetros de los tubos son los siguientes en orden de arriba hacia abajo.

Tubería de diámetro 1 in Tubería de diámetro 3/4 in Tubería de diámetro 1/2 in Tubería de diámetro 3/8 in

DESARROLLO:

1) Encender la bomba.2) Calibrar a las rpm necesarias o requeridas en la práctica.3) Calibrar el flujo que vamos a utilizar.4) Verificar que el equipo se encuentre lleno de agua.5) Abrir la primera válvula para después conectar los

manómetros con los diferentes puntos de toma de lectura.6) Cambiar el segundo punto de toma de lectura hasta

terminar esa parte.7) Abrir la siguiente válvula, enseguida cerrar la válvula de la

tubería en la cual estábamos tomando las lecturas y cambiar las mangueras del manómetro para seguir las lecturas.

8) 5. Abrir la válvula apropiada para ajustar el flujo deseado.

MANEJO DE DATOS:

tuberia de 1" tuberia de 3/4" tuberia de 1/2" tuberia de 3/8"flujo de agua

(m³/min)puntos de referencia para la toma de presiones con 28 Rpm

1 5 2 6 3 7 4 8400 250 255 130 135 110 130 120 190450 325 320 285 278 280 250 370 270500 445 440 410 400 405 370 365 260550 - - 500 490 500 470 450 350

RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS:

tubería de 1" tubería de 3/4" tubería de 1/2" tubería de 3/8"flujo de agua

(m³/min)Caídas de presión en (mm de agua) con 28 Rpm

∆P (1-5) ∆P (2-6) ∆P (3-7) ∆P (4-8)400 5 5 20 70450 5 7 30 100500 5 10 35 105550 - 10 30 100

390 410 430 450 470 490 510 530 550 5700

20

40

60

80

100

120

f(x) = 0.19 x + 3.5R² = 0.586991869918699

f(x) = 0.07 x − 4.5R² = 0.51578947368421

f(x) = 0.036 x − 9.1R² = 0.9f(x) = − 0.03 x + 18R² = 0.6

caidas de presión en tuberias

∆P (1-5)Linear (∆P (1-5))∆P (2-6)Linear (∆P (2-6))∆P (3-7)Linear (∆P (3-7))∆P (4-8)Linear (∆P (4-8))

flujo de agua

∆P

tuberia de 1" tuberia de 3/4" tuberia de 1/2"

tuberia de 3/8"

flujo de agua (m³/min)

Caidas de presion∆P (1-5) ∆P (2-6) ∆P (3-7) ∆P (4-8)

400 0.367763764 0.367763764 1.47105506

5.1486927

450 0.367763764 0.51486927 2.20658258

7.35527528

500 0.367763764 0.735527528 2.57434635

7.72303904

550 0 0.735527528 2.20658258

7.35527528

390 410 430 450 470 490 510 530 550 5700

1

2

3

4

5

6

7

8

9

f(x) = 0.0139750230336252 x + 0.257434634829951R² = 0.586991869918699

f(x) = 0.00514869269659872 x − 0.330987387638471R² = 0.515789473684209

f(x) = 0.00264789910110794 x − 0.669330050557839R² = 0.9f(x) = − 0.00220658258425661 x + 1.32394955055397R² = 0.6

caidas de presión en tuberias

∆P (1-5)Linear (∆P (1-5))∆P (2-6)Linear (∆P (2-6))∆P (3-7)Linear (∆P (3-7))∆P (4-8)Linear (∆P (4-8))

flujo de agua

∆P e

n m

m d

e Hg

En la gráfica de los resultados obtenidos podemos apreciar que la mayor caída de presión se da en la tubería de más pequeña

CAÍDAS DE PRESIÓN EN ACCESORIOS

OBJETIVO:

Determinar la caída de presión en accesorios y válvulas de tuberías a diferentes flujos. Y Compararlas caídas de presión tanto prácticas o experimentales con las calculadas teóricamente

INTRODUCCIÓN

Para manejar fluidos, generalmente se emplean ductos cerrados y para direccionar el flujo se emplean válvulas y accesorios.

Como la caída de presión que experimenta un fluido al pasar a través de una tubería es debida a la energía pérdida por el rozamiento (fricción) del fluido, los accesorios nos dan caída de presión por al cambio de dirección del flujo.

Las válvulas sirven además de para regular el flujo de fluidos, para aislar equipos o tuberías para el mantenimiento, sin interrumpir otras unidades conectadas. En el diseño de las válvulas se ha de evitar que cambios de temperatura, presión y deformaciones de las tuberías conectadas, distorsionen o establezcan una mala alineación de las superficies de sellado. Estas últimas deberán ser de material y diseños tales que la válvula permanezca hermética durante un periodo de servicio razonable. Del mismo modo que en las tuberías, la caida de presión en accesorios de una tubería, depende de tres factores principalmente:

a) La característica del tubo/ accesorio (diámetro, material , rugosidad de la superficie)

b) Naturaleza del fluido: densidad, viscosidad.c) Condiciones del flujo.

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

Se empleara una red hidráulica conformada con tuberías y accesorios como lo son codos de 90º y 45º así como “T”´s y “Y”´s .

PROCEDIMIENTO:

1) Encender la bomba.2) Calibrar a las rpm necesarias o requeridas en la práctica.

3) Calibrar el flujo que vamos a utilizar.4) Verificar que el equipo se encuentre lleno de agua.5) Abrir la primera válvula para después conectar los

manómetros con los diferentes puntos de toma de lectura.6) Cambiar el segundo punto de toma de lectura hasta

terminar esa parte.9) Abrir la siguiente válvula, enseguida cerrar la válvula de la

tubería en la cual estábamos tomando las lecturas y cambiar las mangueras del manómetro para seguir las lecturas.

MANEJO DE DATOS: Se utilizan las siguientes conversiones para calcular las caídas de presión en unidades conocidas.

conversiones de caídas de presión

ΔP (atm)= ΔP (ft H₂O)*(1 atm/ 33.90

ft H₂O)

ΔP (lb/pulg² ABS)= ΔP (ft H₂O)*(1 lb/pulg² ABS. / 2.311 ft H₂O)

ΔP (atm.)= ΔP (lb/pulg² abs)*( 1

atm./ 14.696 pulg² abs)

ΔP (mm Hg)= ΔP (atm.)*(760 mm Hg /1

atm.)

RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS:

CAIDAS DE PRESIÓN EN ACCESORIOlecturas de presion en los diferentes puntos

manometro 1 (mm de agua)

manometro 2 (mm de agua)

∆P (mm de agua)

∆P (ft agua)

∆P (atm) ∆P (mm Hg)

1-2 290 280 10 0.0328084 0.0009678 0.73552753

1-3 335 325 10 0.0328084 0.0009678 0.73552753

2-3 340 206 134 0.43963255

0.01296851

9.85606888

4-5 342 205 137 0.44947507

0.01325885

10.0767271

4-6 328 285 43 0.14107612

0.00416154

3.16276837

4-7 335 225 110 0.36089239

0.01064579

8.09080281

4-10 340 206 134 0.43963255

0.01296851

9.85606888

4-11 392 205 187 0.61351706

0.01809785

13.7543648

5-6 305 300 5 0.0164042 0.0004839 0.36776376

6-7 309 235 74 0.24278215

0.00716172

5.44290371

7-10 246 220 26 0.08530184

0.00251628

1.91237157

8-9 229 225 4 0.01312336

0.00038712

0.29421101

8-10 225 224 1 0.00328084

9.678E-05 0.07355275

8-11 227 219 8 0.02624672

0.00077424

0.58842202

9-10 225 225 0 0 0 010-11 220 200 20 0.0656168 0.0019356 1.4710550

612-13 215 193 22 0.0721784

80.0021291

61.6181605

612-14 190 166 24 0.0787401

60.0023227

21.7652660

712-15 192 172 20 0.0656168 0.0019356 1.4710550

612-16 190 175 15 0.0492126 0.0014517 1.1032912

915-16 173 170 3 0.0098425

20.0002903

40.2206582

614-15 175 171 4 0.0131233

60.0003871

20.2942110

113-19 175 165 10 0.0328084 0.0009678 0.7355275

319-20 175 175 0 0 0 017-18 450 95 355 1.1646981

60.0343568

826.111227

217-21 455 90 365 1.1975065

60.0353246

826.846754

818-21 95 90 5 0.0164042 0.0004839 0.3677637

6

Podemos observar que existen mayores caídas de presión en algunos accesorios ya que estos hacen que el caudal del agua disminuya con la fricción que esta ejerce sobre ellas.

1

CONCLUSION:

La caída de presión depende del tipo de materia en el que el fluido se esté desplazando, como nos damos cuenta que si la caída depresión es mayor, el fluido ocupa más energía más de lo contrario si el fluido tiene una menor caída de presión su energía disminuye. En la industria es conveniente que haya menor caída de presión al trasportar el fluido porque nos implica menos energía. También la caída de presión pude ser diferente en distintos tipos de accesorios como en los codos o en válvulas. Como también en tubos verticales y horizontales.

USOS Y APLICACIONES:

Las mediciones de caídas de presión nos son muy útiles en la industria una de ellas la industria petrolera ya que en esta instalaciones de tuberías deben de tomarse las caídas de presión para evitar que disminuya o aumente ya que podría causar un accidente en toda las planta.

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