informe 8 ensayo de perdidas localizadas

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES – FACULTAD DE INGENIERIA

Facultad de Ingeniería Civil

PERDIDAS LOCALIZADAS

CÁTEDRA : TALLER MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA

CATEDRÁTICO : ING.HUATUCO GONZALES, Mario

ALUMNOS : TAIPE HURTADO, JhonARENAS ORTEGA GabrielaHUARCAYA QUISPE, Danilo

CICLO : VII

SECCION : C-1(grupo 3)

Huancayo- Perú

2012

LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS


TEMA :

FECHA : 30 de Octubre del 2012

LUGAR : Laboratorio De Mecánica De Fluidos e Hidráulica - Upla Giráldez

PARTICIPANTES : TAIPE HURTADO JHON ROEL

ARENAS ORTEGA GABRIELA

HUARCAYA QUISPE, DANILO

Conocer los diferentes accesorios instalados en una tubería.

Evaluar las perdidas de energía en un fluido en flujo interno a través de un conjunto de

tuberías y accesorios en función de la caída de presión.

Determinar las perdidas locales o secundarias dentro de codos de 90º, contracciones,

ensanchamientos e inglete dentro de un banco de tuberías.

Los fluidos en movimiento o flujo interno forman parte básica para la producción de servicios

dentro de las actividades industriales, residenciales y comerciales. Al Ingeniero en Energía le

compete el tratamiento adecuado de la conducción de flujos bajo conceptos de optimización

económica, técnica, ambiental y de estética.

La aplicación de la Ecuación de Bernoulli para fluidos reales, entre 2 secciones de un mismo

tramo de tubería es:


II. OBETIVOS:

I. DATOS GENERALES

III. MARCO TEORICO

PERDIDAS LOCALIZADAS


Donde:

Donde:

hfp = es la sumatoria de perdidas primarias o longitudinales.

hfs = Perdidas secundarias o, locales por accesorios.

Al hablar de perdidas en tuberías, lleva a estudiar los flujos internos que sean

completamente limitados por superficies sólidas con un grado de rugosidad según el material

del cual están fabricadas.

Este flujo es muy importante de analizar ya que permitirá diseñar las redes de tuberías y sus

accesorios más óptimos.

Las pérdidas de energía que sufre una corriente cuando circula a través de un circuito

hidráulico se deben fundamentalmente a:

Variaciones de energía potencial del fluido.

Variaciones de energía cinética.

Rozamiento o fricción.

PERDIDAS PRIMARIAS :

Llamadas perdidas longitudinales o pérdidas por fricción, son ocasionadas por la fricción del

fluido sobre las paredes del ducto y se manifiestan con una caída de presión.

Empíricamente se evalúa con la formula de DARCY - WEISBACH:

Donde:

L = longitud de la tubería.



D = Diámetro de la tubería.

V = velocidad media del flujo.

f = factor de fricción de la tubería.

De donde el factor de fricción de la tubería depende del Número de Reynolds (Re) y de la

rugosidad relativa ( ε / D ) . Para esto se hace uso del Diagrama de Moody. Básicamente las

Pérdidas primarias son directamente proporcionales a la longitud de la tubería.

Banco hidráulico (FME 00) o grupo hidráulico (FME 00B)

FME 05


IV. MATERIALES Y/O EQUIPOS:


CRONOMETRO

1. LLENADO DE TUBOS MANOMÉTRICOS:

Cierre de las válvulas de suministro de agua del banco hidráulico y de descarga del equipo

demostrativo.

Encienda el motor de la bomba de agua del banco hidráulico y en forma progresiva abra las

válvulas de suministro de agua del banco y la de descarga del equipo demostrativo para

pérdidas secundarias, inundando todos los conductos del equipo, con la finalidad de eliminar

las burbujas de aire.

Luego de que el sistema se encuentra a presión de 0.5 Bar y libre de burbujas de aire, ir

cerrando rápidamente las dos válvulas y apagar el motor de la bomba.

Abrir la válvula de venteo y bombear aire hasta alcanzar los doce niveles de vidrio hasta una

altura de 100 mm. De columna de agua. Ayudarse abriendo ligeramente la válvula de

descarga. Cerrar hasta alcanzar una presión en el sistema de 0 Bar.

2. PERDIDAS DE CARGA EN ACCESORIOS:

Cerrar las válvulas, B dejando solo abiertas la válvula de entrada y la de salida del codo largo

hacia las alturas piezométricas.

Encender el motor de la bomba de agua, fijando un determinado flujo para regular el caudal

y procurando la existencia de una diferencia entre las 2 alturas piezométricas.

Repetir el mismo paso con otro caudal

Realizar lo mismo con cada uno de los accesorios.

Secar y limpiar el Equipo de Pruebas.


V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL :


CODO

LARGO ENSANCHA

MIENTO

CONTRAC

CION

CODO

MEDIO

CODO

CORTO INGLET

E

ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA

480 410 410 425 430 353 384 324 308 268 68 21

404 386 398 399 399 340 340 329 305 266 102 53

388 372 369 378 380 328 328 320 296 264 118 74

368 354 354 364 360 313 318 300 287 262 135 96

350 339 338 344 349 307 307 299 281 256 144 111

345 337 330 336 336 300 300 292 277 254 145 116

294 315 315 320 310 291 292 286 275 256 175 154

291 290 289 293 288 268 269 261 253 241 198 170

243 239 240 242 242 233 233 231 227 224 197 190

PARA TUBOS:

Q V t

Q1 2L 6.51

Q2 3L 11.02

Q3 3L 13.26

Q4 3L 13.58

Q5 3L 14.22

Q6 3L 14.31

Q7 3L 16.34

Q8 3L 19.3

Q9 3L 30.28


VI. DATOS:


1.- CODO LARGOHe Hs ΔH Q V2 K

0.480 0.410 0.070 18.4331797 0.391702358 3.506233680.404 0.386 0.018 16.3339383 0.307565410 1.148243550.388 0.372 0.016 13.5746606 0.212428916 1.477764920.368 0.354 0.014 13.2547865 0.202535493 1.356206740.350 0.339 0.011 12.6582278 0.184714712 1.168396370.345 0.337 0.008 12.5786164 0.182398563 0.860533090.294 0.315 -0.021 11.0159119 0.139893191 -2.945246990.291 0.290 0.001 9.32642487 0.100273474 0.195664910.243 0.239 0.004 5.94451783 0.040736990 1.92650462

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.51

1.52

2.53

3.54

f(x) = 0.00957151029704123 x² − 0.0604488026760786 x + 0.482392230470011

Grafico de Q vs K

Q

K

0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070 0.0800

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

f(x) = 9.54453975056123 x² + 3.31381337495222 x + 0.130096574295558

Grafico de ΔH vs V2

V2

ΔH


VII. TABLA DE DATOS PROCESADOS:


2.- CONTRACCIONHe Hs ΔH Q V2 K

0.430 0.353 0.077 18.433180 0.059769037 25.27629840.399 0.340 0.059 16.3339383 0.046930757 24.6657000.380 0.328 0.052 13.5746606 0.03241408 31.47521060.360 0.313 0.047 13.2547865 0.030904464 29.83840820.349 0.307 0.042 12.6582278 0.028185228 29.23659120.336 0.300 0.036 12.5786164 0.027831812 25.37815360.310 0.291 0.019 11.0159119 0.021346007 17.46368780.288 0.268 0.020 9.32642487 0.015300518 25.64619070.242 0.233 0.009 5.94451783 0.006215971 28.4074665

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

5

10

15

20

25

30

35

f(x) = − 0.183004515440531 x² + 4.50716782462398 x + 1.91856277177124

Grafico de Q vs K

Q

K

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

f(x) = 0

Grafico de ΔH vs V2

V2

ΔH

3.- ENSANCHAMIENTOHe Hs ΔH Q V2 K

0.410 0.425 -0.015 18.433180 0.0597690 -4.92395423



0.398 0.399 -0.001 16.3339383 0.046930757 -0.418062720.369 0.378 -0.009 13.5746606 0.03241408 -5.44763260.354 0.364 -0.010 13.2547865 0.030904464 -6.348597480.338 0.344 -0.006 12.6582278 0.028185228 -4.176655890.330 0.336 -0.006 12.5786164 0.027831812 -4.229692260.315 0.320 -0.005 11.0159119 0.0213460 -4.595707310.289 0.293 -0.004 9.32642487 0.015300518 -5.129238130.240 0.242 -0.002 5.94451783 0.0062160 -6.312770

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

-9-8-7-6-5-4-3-2-101

f(x) = 0.0429570601238254 x² − 0.891380056888056 x − 0.714090808359407

Grafico de Q vs K

Q

K

4.- CODO MEDIOHe Hs ΔH Q V2 K

0.384 0.324 0.060 18.433180 0.391702358 3.005343160.340 0.329 0.011 16.3339383 0.30756541 0.701704390.328 0.320 0.008 13.5746606 0.212428916 0.738882460.318 0.300 0.018 13.2547865 0.202535493 1.743694380.307 0.299 0.008 12.6582278 0.184714712 0.849742820.300 0.292 0.008 12.5786164 0.182398563 0.860533090.292 0.286 0.006 11.0159119 0.139893191 0.841499140.269 0.261 0.008 9.32642487 0.100273474 1.565319250.233 0.231 0.002 5.94451783 0.04073699 0.96325231

D= 0.025



0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20-0.20

0.20.40.60.8

11.21.41.61.8

f(x) = 0.00389744815193222 x² + 0.0239435764674288 x + 0.277644666137236

Grafico de Q vs K

Q

K

5.- CODO CORTOHe Hs ΔH Q V2 K

0.308 0.268 0.04 18.4331797 0.391702358 2.003562100.305 0.266 0.039 16.3339383 0.307565410 2.487861040.296 0.264 0.032 13.5746606 0.212428916 2.955529840.287 0.262 0.025 13.2547865 0.202535493 2.421797750.281 0.256 0.025 12.6582278 0.184714712 2.655446300.277 0.254 0.023 12.5786164 0.182398563 2.474032640.275 0.256 0.019 11.0159119 0.139893191 2.664747280.253 0.241 0.012 9.32642487 0.100273474 2.347978880.227 0.224 0.003 5.94451783 0.04073699 1.44487847

D= 0.025

5 7 9 11 13 15 17 19 210.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

f(x) = − 0.0150020635402755 x² + 0.400540767724183 x − 0.110364533759538

Grafico de Q vs K

Q

K



6.- INGLETEHe Hs ΔH Q V2 K

0.068 0.021 0.047 18.4331797 0.391702358 2.354185470.102 0.053 0.049 16.3339383 0.30756541 3.125774120.118 0.074 0.044 13.5746606 0.212428916 4.063853530.135 0.096 0.039 13.2547865 0.202535493 3.778004480.144 0.111 0.033 12.6582278 0.184714712 3.505189120.145 0.116 0.029 12.5786164 0.182398563 3.119432460.175 0.154 0.021 11.0159119 0.139893191 2.94524700.198 0.17 0.028 9.32642487 0.100273474 5.478617390.197 0.19 0.007 5.94451783 0.04073699 3.37138309

D= 0.025

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

1

2

3

4

5

6

f(x) = − 0.0357570333798743 x² + 0.761413626879587 x + 0.152678399932859

Grafico de Q vs K

Q

K

LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS CONCLUSIONES


TAIPE HURTADO JHON

1. Al hablar de perdidas en tuberías, lleva a estudiar los flujos internos que sean

completamente limitados por superficies sólidas con un grado de rugosidad según el material

del cual están fabricadas.

2. Este flujo es muy importante de analizar ya que permitirá diseñar las redes de tuberías y sus

accesorios más óptimos.

3. Las pérdidas de energía que sufre una corriente cuando circula a través de un circuito

hidráulico se deben fundamentalmente a:

Variaciones de energía potencial del fluido.

Variaciones de energía cinética.


4. En las aplicaciones nos es útil para saber cuanto de perdidas se tiene.

5. En centrales hidroeléctricas es conveniente usar radios mayores.

6. Económicamente es más conveniente usar codos de más uso común en el mercado ya que el

uso por ejemplo de codos cuadrados el costo seria mayor ya que hay que hacer pedidos

especiales.

7. al observar la tabla de coeficientes de caudal y comparándolos entre si, se puede deducir que

el medidor de gasto Venturi, es el medidor que presenta los coeficientes más eficientes de

los otros medidores analizados.

8. En al caso de los otros medidores no se observan valores eficientes, los valores son bajos. Lo

que demuestra que son poco eficientes y las diferencias entre los caudales teóricos y los

reales son no poco despreciables.

9. Finalmente el medidor de Venturi presenta una mayor fiabilidad en el momento de trabajar

con datos provenientes de distintos métodos, lo cual minimiza la tendencia al error lo que se

verificaron los altos índices de los coeficientes de caudal mostrados en la tabla anterior.

10.En las aplicaciones que se le puede dar es que para tener menores perdidas de energía se

comience con un diámetro mayor a una menor por ejemplo para las instalaciones de agua

en un edificio.


1. En los componentes (accesorios), de codo corto e inglete se ve que existe mayor

perdidas, ya que la altura de presión tiene un promedio de 5cm.



2. Las pérdidas secundarias se presentan cuando hay un cambio en la sección

de la trayectoria del flujo, en la dirección del flujo o existen restricciones en

este, ejemplos son: una reducción, un codo y una válvula respectivamente.

3. Las cargas localizadas sólo se pueden determinar de forma experimental, y puesto

que son debidas a una disipación de energía motivada por las turbulencias, pueden

expresarse en función de la altura cinética corregida mediante un coeficiente de

fricción “K”.

4. Los accesorios de codos de radios menores tienen mayor perdida.

5. El valor de K (coeficiente de fricción), depende del tipo de material y del diámetro,

este coeficiente se puede calcular por medio de tablas y de fórmulas.

6. Los codos de forma cuadrada, son codos que existen menores perdidas a diferencia

de los codos angulares.

7. El coeficiente K es adimensional y depende del tipo de singularidad y de

la velocidad media en el interior de la tubería.

HUARCAYA QUISPE DANILO

1. Se evaluó las perdidas secundarias en un flujo interno a través de un conjunto de

tuberías y accesorios en función de la caída de presión para cada caso.

2. Se determinó el coeficiente de pérdidas secundarias (K) de contracciones y

ensanchamientos dentro de un banco de tuberías.

3. Según el tipo de accesorio se puede conocer cuánto es la cantidad de perdida que

genera en una línea de conducción.

4. El coeficiente de fricción se encuentra en todos los tipo de materiales.

5. En materiales de mayor rugosidad existirá mayor perdida en la línea de conducción.

6. Utilizar en el ensayo otros líquidos de mayor viscosidad para poder notarlas

diferencias que esto podría representar.

TAIPE HURTADO JHON

1. Se debe determinar el coeficiente de pérdidas secundarias (K) de contracciones y

ensanchamientos dentro de un banco de tuberías.

2. La siguiente expresión o formula sirve para evaluar las perdidas secundarias (en metros de

columna del fluido)


RECOMENDACIONES


Donde K es la constante para cada accesorio y depende del tipo de accesorio, material y diámetro.

3. Se debe saber que las variaciones bruscas de velocidad son causadas por:

Cambios bruscos de sección.

Perturbación del flujo normal de la corriente, debido a cambios de dirección provocadas por

la existencia de un codo, curva, etc.


4. Se recomienda que estas aplicaciones se utiliza para saber cuanto de pérdida de energía se

tiene.

5. En las aplicaciones se recomienda que para tener menores perdidas de energía se utilice

radios mayores como en los centrales hidroeléctricos.

6. Se recomienda que económicamente es más conveniente usar codos de más uso común en

el mercado ya que el uso por ejemplo de codos cuadrados el costo seria mayor ya que hay

que hacer pedidos especiales.

7. Se recomienda que al observar la tabla de coeficientes de caudal y haciendo las

comparaciones, se puede deducir que el medidor de gasto Venturi, es el medidor que

presenta los coeficientes más eficientes de los otros medidores analizados.

8. Se recomienda que al observar los otros medidores no se observan valores eficientes, los

valores son bajos. Lo que demuestra que son poco eficientes y las diferencias entre los

caudales teóricos y los reales son no poco despreciables.

9. Finalmente se recomienda que el medidor de Venturi presenta una mayor fiabilidad en el

momento de trabajar con datos provenientes de distintos métodos, lo cual minimiza la

tendencia al error lo que se verificaron los altos índices de los coeficientes de caudal

mostrados en la tabla anterior.

10. Se recomienda que para tener menores perdidas de energía se comience con un diámetro

mayor a una menor por ejemplo para las instalaciones de agua en un edificio.


1. Se recomienda usar los accesorios de inglete y contracción, solo en casos de urgencia

ya que generan demasiadas perdidas.

2. Se recomienda utilizar codos con radios mayores, para tener menor turbulencia y

esto a la vez puede generar menores perdidas.



3. Se recomienda con presión los experimentos para obtener un mejor cálculo de

pérdidas.

4. Es recomendable saber cuánto de perdidas tiene cada accesorio, para conocer

cuando es más recomendable usarlos, por ejemplo En centrales hidroeléctricas es

conveniente usar accesorios de radios mayores.

5. Se recomienda tener presente siempre el tipo de material del accesorio, y tener en

consideración sus especificaciones, para determinar bien el coeficiente de fricción.

6. Económicamente es más conveniente usar codos de más uso común en el mercado

ya que el uso por ejemplo de codos cuadrados el costo sería mayor ya que hay que

hacer pedidos especiales.

7. Se recomienda determinar bien la velocidad media del interior de la tubería , ya que

esto influye bastante en el valor de K.

HUARCAYA QUISPE DANILO

1. Antes de experimentar verificar los equipos no sufran de fugas ni chorreos que

afectaran a la toma de datos

2. Se debe seguir un procedimiento riguroso para la toma de datos y así obtener

resultados confiables para el análisis de las prácticas.

3. Limpiar tanto el tanque como el canal periódicamente de modo que estas impurezas

no afecten la toma de datos.

4. Aumentar el número de ensayos para el trabajo en el laboratorio para tener más

información.

5. Realizar los ensayos con materiales de mayor precisión en cuanto a la toma de las

medidas y distancias.

6. Medir el caudal, recolectando el agua que sale por el rebosadero en la probeta y

tomando el tiempo de llenado. Recuerde que es conveniente hacer por lo menos tres

medidas para hallar un caudal promedio.


informe 8 ensayo de perdidas localizadas

Documents