Universidad de La Serena.Departamento de Ing. Mecnica.rea de Termofluidos.Mecnica de Fluidos.

PRDIDA DE CARGAS

Alumnos:Gonzalo muoz cortes Jorge vega

Profesor:Sr. Luis gaticaLa Serena, 07 de diciembre de 2015

Resumen La experiencia se basa en el clculo de la prdida de presin longitudinal que presenta una tubera de cobre de unos 2,4 m de longitud con un dimetro de 28 mm, donde es analizada cuando se miden variaciones de caudales y de presiones con flujos turbulentos, con el fin de calcular los factores de friccin reales y tericos, por medio de la ecuacin de Darcy-Weisbach, donde los principales resultados del experimento fueron que discretamente presentan un error los factores de friccin reales respecto de los tericos de un 19,15%, y su comportamiento en relacin a prdida de carga es proporcional, mientras que al caudal es inversamente proporcional.

IntroduccinEn el presente informe se da a conocer las prdidas de energa de un fluido al desplazarlo de un lugar a otro, tanto prdidas de carga singulares, como longitudinales, que se producen gracias el esfuerzo cortante entre las partculas del fluido y la caera. A dems de hacer la comparacin respectiva entre los datos tericos y lo prctico, para tenerlos en consideracin para futuras circunstancias.

Objetivo de la experienciaCalcular la prdida de carga longitudinal de una tubera de Cobre de 2,4 m de longitud.Calcular los factores de friccin reales y tericos y posteriormente compararlos en relacin a la prdida de presin y caudales.Comprender y analizar el principio y ecuacin de Darcy-Weisbach

Alcances de la experienciaDentro del contexto experimental del laboratorio, el alcance de esta experiencia est definido por la longitud, dimetro y el caudal asociado del sistema implementado, para este caso se limita a las dimensiones del tubo y del depsito de agua, donde particularmente se extraen los datos anlogos para profundizar los contenidos en las ecuaciones.

Prdida de Carga

La prdida de carga es un fenmeno que se manifiesta en cualquier situacin donde se desee mover un fluido desde un punto a otro. Su origen est en el esfuerzo cortante que se origina cada vez que un fluido viscoso es movido; este esfuerzo cortante provoca un roce entre las diferentes partculas de fluido, roce que disipa energa. Si se desea mover el fluido, debe conocerse el valor de esta prdida de energa para poder proporcionarla.

Prdidas singulares

Las prdidas de carga singulares tienen lugar en los cambios de seccin y direccin de la corriente, en las contracciones, ensanchamientos bruscos, curvas, codos, bifurcaciones, o por accesorios instalados en ellas, como diafragmas, llaves, vlvulas, etc. Todos ellos originan una perturbacin de la corriente que provoca la aparicin de remolinos, intensificndose de esta forma las prdidas de cargaNormalmente son pequeas comparadasCon las prdidas lineales o longitudinales, salvo que se trate devlvulas casicompletamente cerradas.

Las prdidas singulares se calculan mediante la siguiente formula:

Donde:Hs = perdida de carga singular.K = factor de singularidadQ =caudalD = dimetro de la caera

Imgenes

Prdidas de carga longitudinales

Las prdidas longitudinales son las prdidas de superficie en el contacto del fluido con la tubera (capa lmite), rozamiento de unas capas de fluido con otras (rgimen laminar) o de las partculas de fluido entre s (rgimen turbulento). Tiene lugar en flujo uniforme, por tanto principalmente en los tramos de tubera de seccin constante.

Las prdidas longitudinales se calculan mediante la siguiente formula:

Donde

Hp = perdida de carga longitudinalf = coeficiente de friccion en la caeriaL = largo de la caeriaQ = caudal D= diametro de la caeria

Procedimiento.

1. - Una vez conectado el sistema de bombeo, nos aseguramos que el agua pase solamente por la tubera a medir.

2. - Abrir la llave de paso de la tubera de manera que salga una cantidad de lquido por el extremo abierto. La abertura debe ser tal que puedan efectuarse 4 medidas de caudal diferente (3 medidas de caudal en el caso de la prdida de carga por longitud).

3.- Conectar el manmetro diferencial a la tubera a medir. Cuidadosamente, abrir las llaves que conectan el manmetro. Se producir una diferencia de nivel entre las dos columnas. Cuidar que la columna ms baja no llegue hasta el cero, de lo contrario, el manmetro sufrir una descalibracin. Para ello, comience con una pequea abertura de la llave de paso, e incremntela lentamente mientras la segunda columna baja.

4.- Una vez estabilizada la lectura del manmetro, proceda a leer la diferencia entre ambas alturas. Asimismo, mida el tiempo que demora en llenarse el estanque un volumen arbitrario. Dividiendo el volumen por el tiempo, se obtiene el caudal.

5.- Repita el procedimiento hasta completar el total de medidas.

Frmulas y Clculo asociado al problema

Resultados de la experiencia

Nh1h2t(s)H(cm)V(cm3)

157,85018,2149360

255,354,82949360

355,254,788,837020

455,154,95512340

Nh1h2t(s)H(cm)V(cm3)

157,85018,2149360

255,354,82949360

355,254,788,837020

455,154,95512340

Grafico:

Conclusin.En el trmino de este laboratorio se concluye que para un flujo turbulento en todas sus mediciones, el aumento del caudal incrementa la perdida de carga, aunque el factor de friccin disminuye al aumentar dicho caudal no afecta en la perdida de carga.Se obtuvo lecturas de la altura de prdida de carga a diferentes velocidades de flujo en los accesorios conectados. Ya que tambin se deber tener en cuenta que en el tramo utilizado para el experimento se presenta un cambio de seccin transversal, por lo que se tienen que calcular y utilizar las correspondientes velocidades y nmeros de Reynolds en cada casoEn comportamiento del factor de friccin terico y real se puede deducir que valores de estos son discretamente diferentes debido a que a la comparativa de error porcentual simple present un 19,45% de error; sin embargo marcan una tendencia a disminucin cuando el caudal se incrementa, dado que las ecuaciones usadas no son muy eficientes se debern usar de otro tipo ecuaciones (ms complejas de determinar) para que las diferencias sean menores.Por ultimo este experimento nos permite tener un concepto ms claro y aplicativo de cmo encontrar las prdidas de carga en tuberas y tener en cuenta esto para cuando se disea, se debe considerar accesorios (codos, vlvula, estrechamiento o expansiones) y el material (PVC, cobre, fierro fundido, etc.) de las tuberas para tener una visin ms acabada de la perdidas de carga en un sistema de tuberas.

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