UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA de HONDURAS del VALLE DE SULA

Asignatura

Mecaacutenica de Fluidos

Catedraacutetico

Ing Covadonga Aacutelvarez

Tema

Laboratorio de Venturi amp Circuito Hidraacuteulico de Perdidas Primarias y Secundarias

Integrantes

Neacutestor Josue Flores 20012004437

SECCION

1701

15 de Mayo del 2010 San Pedro Sula Cortes

I Laboratorio Venturi

Introduccioacuten

En el siguiente informe trataremos de encontrar el coeficiente del Caudal utilizando instrumentos de medicioacuten tales como el Venturi asiacute mismo con otros accesorios y demostrar la ecuacioacuten del Q el caudal Demostraremos que el fluido en un sistema cerrado en tuberiacuteas tambieacuten tiene perdidas primarias y secundarias La medida del caudal es junto con la medida de la presioacuten y la temperatura la que se realiza con mayor frecuencia Esto explica el desarrollo que ha experimentado la industria de medidas de caudales y la variedad de procedimientos e instrumentos que se han desarrollado para ello

Objetivo

Familiarizarse con los meacutetodos de medicioacuten de flujo de fluidos incompresibles en

conductos cerrados

Investigar la variacioacuten de la velocidad de un fluido cuando fluye a traveacutes de conductos

de diferentes diaacutemetros

Analizar los cambios de presioacuten de un liquido cuando este fluye a traveacutes de conductos de

diaacutemetros diferentes

Utilizando el medidor de Venturi determinar la velocidad de un fluido

Encontrar las perdidas primarias y secundarias del sistema

Materiales

Venturi cinta meacutetrica Regla Graduada Llave ajustable Cronometro bomba 5 galones de agua manoacutemetro Sistema de Tuberiacutea cerrada combinada con codos ensanchamientos y reductores

Marco Teoacuterico

Medidas de Caudales en Tubo de Venturi

El tubo de Venturi consta de tres partes Uno convergente la seccioacuten miacutenima o garganta y finalmente la divergencia Se mide la diferencia de presiones entre la seccioacuten 1 del agua arriba de la parte convergente y la seccioacuten 2 la garganta del Venturi utilizando un solo manoacutemetro diferencial Despreciando en la primera la aproximacioacuten las peacuterdidas en la Ecuacioacuten de Bernoulli escrita en las secciones de 1 y 2 nos daraacute

P1γ + z1 + V1sup22g = P2γ + z2 + V2sup22g

La ecuacioacuten de continuidad entre las mismas secciones 1 y 2 nos daraacute

Q1=Q2 donde Q= Av entonces A1v1=A2v2

Despejando para la velocidad tenemos que

V1= (A2A1)V2

Sustituyendo en la Ecuacioacuten de Bernoulli tenemos

P1γ + z1 + (A2A1) V2sup22g = P2γ + z2 + V2sup22g

Podemos decir que

V2= radic2g(P1γ + z1 P2γ + z2) (radic(1-(A2A1) sup2)

El caudal real seraacute distinto del expresado ya que es la teoriacutea que dicta como sacar este dato En virtud del rozamiento que no se ha ten dio en cuenta y que puede valorarse por un coeficiente de velocidad CV que oscila de 095 a menos de la 1 unidad tomando en cuenta el valor indicativo 0985 para el Venturi nuevos y 098 paras los que ya son utilizados

Q =CqA2radic(2g∆h)

Q= CvA2radic(2g (h1-h2))(radic(1-(A2A1) sup2)

Finalmente detenido un coeficiente de Caudal Cq que se calculara en el experimento utilizando el Venturi

Cq= Cv(radic(1-(A2A1) sup2) se obtiene que

Q =CqA2radic(2g∆h) donde la diferencia de alturas es

h1-h2= (₱part) -1(∆hg)

Procedimiento Experimental

1 Llenar el depoacutesito de seccioacuten hasta un nivel mayor de la bomba

2 Encender la bomba para evitar aire en las cavitaciones

3 Hacer las pruebas de la bomba para comprobar si hay fugas

4 Apagar la bomba y reparar las fugas si hay

5 Encendemos la bomba y tomamos el tiempo de 45 seg Tomamos la medicioacuten de altura del depoacutesito de llenado y el ∆h de mercurio en el manoacutemetro diferencial

6 Elaborar la tabla con los datos obtenidos y calcular el volumen y el caudal

Nota

El caudal debe mantenerse contante para los medidores al realizar cada registro de presioacuten

El caudal se variacutea 4 veces es decir se efectuacutean 4 lecturas de presioacuten

El volumen para medir el caudal cae en el estanque volumeacutetrico considerando en nivel de llenado

Caacutelculos Graacuteficos y Tablas

Conclusiones

Al observar la tabla de coeficientes de caudal y comparaacutendolos entre si se puede deducir que el medidor de gasto Venturi es el medidor que presenta los coeficientes maacutes eficientes de los otros medidores analizados

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 teoacutericos y los reales son no poco despreciables

Finalmente el medidor de Venturi presenta una mayor fiabilidad en el momento de trabajar con datos provenientes de distintos meacutetodos lo cual minimiza la tendencia al error lo que se verifica con los altos iacutendices de los coeficientes de caudal mostrados en la tabla anterior

II Laboratorio Circuito Hidraacuteulico con Peacuterdidas Primarias y Secundarias

Introduccioacuten

En este ensayo de laboratorio el problema a resolver especiacuteficamente es evaluar la perdida de energiacutea que ocasiona un fluido ya sea laminar o turbulento (por la viscosidad) al pasar a traveacutes de un tubo que sufre una disminucioacuten del aacuterea transversal en todo su recorridoEl anaacutelisis del comportamiento que presentaraacute el fluido puede ser calculado con errores muy insignificantes Las peacuterdidas de carga a lo largo de un conducto de cualquier seccioacuten pueden ser locales o de friccioacuten Esta correspondencia de rugosidad-viscosidad ha sido observada por muchos investigadores dando a la correspondencia entre los nuacutemeros de Reynolds (Re) los paraacutemetros de los valores de altura de rugosidad ldquoedrdquo y los coeficientes de friccioacuten ldquolamdardquo que determinan la calidad de la tuberiacutea

El graacutefico de Moody sintetiza las diversas investigaciones realizadas acerca de la evaluacioacuten de los valores ldquolamdardquo en los distintos regiacutemenes de flujoEl flujo de un fluido real es maacutes complejo que el de un fluido idealDonde encontraremos las perdidas primarias y secundarias del todo el sistema con los accesorios que tenga en todo el sistema

Objetivos

Afianzar los conocimientos teoacutericos por medio de la observacioacuten y caacutelculos teoacutericos

Determinar las peacuterdidas de carga en los diferentes accesorios (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos)

Identificar los diferentes tipos de accesorios con los que se utilizaron para calcular las perdidas primarias y secundarias

Determinar el si el fluido es laminar o turbulento asiacute como el caudal en el sistema

Materiales

Medidor de Caudal Manoacutemetro Accesorios de Liacutenea de diferentes tamantildeos (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos) Cronometro cinta meacutetrica o regla Deposito 5 galones de agua

Marco Teoacuterico

PERDIDAS DE CARGAS

Las perdidas de carga en las tuberiacuteas son de dos clases primarias y secundarias

Las perdidas primarias son las perdidas de superficie en el contacto del fluido con la tuberiacutea (Capa Limite) rozamiento de unas capas de fluidos con otras (Reacutegimen Laminar) o de las partiacuteculas de fluido entre si (Reacutegimen Turbulento) Tienen lugar en flujo uniforme por tanto principalmente en los tramos de tuberiacutea de seccioacuten constante

Las perdidas secundarias son las perdidas de forma que tienen lugar en las transiciones (estrechamiento o expansiones de la corriente) codos vaacutelvulas y en toda clase de accesorios de tuberiacutea Si la conduccioacuten es larga como en oleoductos o gaseoductos las perdidas secundarias tienen poca importancia pudiendo a veces despreciarse o bien se tienen en cuenta al final sumando un 5 al 10 por ciento de las perdidas principaleshalladas

PERDIDAS SECUNDARIAS

Llamadas tambieacuten perdidas menores son aquellas caiacutedas o perdidas de presioacuten que se producen cuando el flujo atraviesa una vaacutelvula codos cambio de seccioacuten en la tuberiacutea (contraccioacuten o expansioacuten) etc Las peacuterdidas secundarias se evaluacutean mediante la siguiente relacioacuten hs= Ktimes(V22g) Donde K= constante de perdida por accesorio V= velocidad media del fluido

Longitud Equivalente

Es aquella longitud de tuberiacutea que ocasionariacutea las mismas peacuterdidas que alguacuten accesorio

Ktimes(V22g) = ftimes(LeqD)times (V22g) Leq = (Kf)timesD

Diaacutemetro Equivalente

Es el diaacutemetro de una tuberiacutea de seccioacuten circular que ha igual de caudal longitud y fluido generan la misma caiacuteda de presioacuten que otra tuberiacutea de seccioacuten no circular

Accesorios Los accesorios se utilizan en las conducciones de las tuberiacuteas en donde estas pueden sufrir un cambio de direccioacuten estrechamientos ensanchamientos ramificaciones en fin todo lo que sea necesario para el proceso Existen accesorios muy diversos cuyos diaacutemetros y roscas coinciden con los nominales de las tuberiacuteas comerciales pudiendo ser estas macho o hembra Existen combinaciones de accesorios en los que el cambio de direccioacuten estrechamiento ensanchamiento ramificacioacuten etc estaacuten presentes e inclusive hay acoplamientos y uniones los cuales no ofrecen un cambio en la resistencia del flujo Es importante mencionar tambieacuten que las tuberiacuteas estaacuten sometidas a variaciones de temperatura lo que lleva a que el material se dilate y se requieran utilizar juntas de expansioacuten con empaquetadura fuelles o manguitos de metal flexible

Vaacutelvulas Las vaacutelvulas se consideran como accesorios que sirven para regular un flujo y que sirven para aislar equipos o tuberiacuteas para su mantenimiento El disentildeo de una vaacutelvula debe evitar deformaciones asiacute como cambios de presioacuten y temperatura para que estos no establezcan una mala alineacioacuten en las superficies de sellado Existen dos grandes grupos de vaacutelvulas - Las de corte de flujo en donde sus dos posiciones extremas (totalmente abiertas y totalmente cerradas) es su funcioacuten principal - Vaacutelvulas de regulacioacuten en donde su funcioacuten principal es poder regular el flujo de acuerdo con las necesidades del proceso

Vaacutelvulas de Mariposa Debido a que este tipo de vaacutelvulas es relativamente pequentildeo no consiste un problema el acomodarlos en la liacutenea del proceso Los asientos elaacutesticos anillos de pistoacuten sobre el disco inclinacioacuten del vaacutestago son algunos de los meacutetodos mediante los cuales se puede obtener un sellado relativamente hermeacutetico sin un excesivo desgaste en los asientos al igual que sin un esfuerzo operacional de torsioacuten grande Las vaacutelvulas pequentildeas que se utilizan manualmente tienen un dispositivo de enclavamiento en la llave por otro lado las vaacutelvulas mayores que operan manualmente requieren de un engranaje de gusano en el vaacutestago todo esto debido a que la distribucioacuten de presioacuten del fluido tiende a cerrar este tipo de vaacutelvulas

Tes Las tes pueden ser formadas en friacuteo o en caliente vaciadas y forjadas en tramos cortos de tuberiacutea El producir un gran nuacutemero de tes que necesiten los tamantildeos exactos de las conexiones

extremas no resulta econoacutemica Lo normal es que las tes que se encuentran del mismo tamantildeo sean las dos conexiones extremas La conexioacuten bifurcada puede ser del mismo tamantildeo que las conexiones anteriores o de uno dos o tres tamantildeos menores Las conexiones bifurcadas suelen ser las maacutes econoacutemicas que las tes principalmente cuando la razoacuten respecto al tramo es chica

Codos de 45 y 90deg La principal funcioacuten de los codos consiste en cambiar la direccioacuten de la tuberiacutea Los codos pueden ser de 45 o 90deg con radio de cualquier tamantildeo y pueden darse con reduccioacuten simultaacutenea El flujo que se encuentra en las curvas y en los codos es maacutes turbulento que el que se encuentra en los tubos rectos ocasionando un aumento en la corrosioacuten y la erosioacuten Una manera de disminuir esto es tener una pared maacutes gruesa un contorno interior maacutes liso o un tubo con mayor radio de curvatura Estas alternativas no son utilizadas frecuentemente debido a que emplearlas resulta costoso En la mayoriacutea de los casos los codos presentan escasa peacuterdida de carga Los codos se forman a partir del vaciado forjado o conformacioacuten en caliente o friacuteo con trozos cortados de tuberiacutea o pedazos de tuberiacutea cortados a inglete y soldados

Manguitos La funcioacuten principal de los manguitos es el unir dos tramos rectos de tuberiacutea La clasificacioacuten de este accesorio depende de las roscas de sus extremos y de alliacute se denomina doble hembra doble macho macho-hembra y con reduccioacuten

Tubo de retorno Su funcioacuten es la de dar un giro de 180 grado a la direccioacuten de la tuberiacutea Generalmente se unen por bridas por roscas o por uniones soldadas prefiriendo generalmente las de rosca

Procedimiento Experimental

Poner en operacioacuten la bomba de forma que el fluido recorra la toma designado tener el manoacutemetro diferencial previamente nivelado y proceder a tomar los valores en cada tramo Tomar el valor para el caudal que seraacute el empleado para los caacutelculos tomar los valores para las alturas desde un nivel de referencia cualquiera tomar los valores de longitud en cada zona de la tuberiacutea libre de accesorios Las peacuterdidas de accesorios de tuberiacutea

1048729Codos

1048729Vaacutelvulas

1048729Tes

Se determinan mediante la siguiente ecuacioacuten

Donde K= coeficiente de peacuterdida secundaria V= vel De diaacutemetro menor

El k se pude determinar de distintas maneras

1 Mediante tablas encontradas en los textos pues el k variacutea para cada tipo de accesorio

2 Si hay una contraccioacuten se puede determinar mediante la siguiente ecuacioacuten

Tambieacuten se puede hallar las peacuterdidas de cargas secundarias mediante las graacuteficas de los distintos accesorios a utilizarse mediante la ECUACION GENERAL DE PERDIDA TOTAL

Se calculara el Caudal y la velocidad del sistemaSe calculara por separado los accesorios calculado las longitudes perdidas por si diaacutemetro Por uacuteltimo se obtendraacute las perdidas primarias y secundarias va ser igual a las perdidas de Rozamiento

sumHt = +

Caacutelculos Graficas y Tablas

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga

I Laboratorio Venturi

Introduccioacuten

En el siguiente informe trataremos de encontrar el coeficiente del Caudal utilizando instrumentos de medicioacuten tales como el Venturi asiacute mismo con otros accesorios y demostrar la ecuacioacuten del Q el caudal Demostraremos que el fluido en un sistema cerrado en tuberiacuteas tambieacuten tiene perdidas primarias y secundarias La medida del caudal es junto con la medida de la presioacuten y la temperatura la que se realiza con mayor frecuencia Esto explica el desarrollo que ha experimentado la industria de medidas de caudales y la variedad de procedimientos e instrumentos que se han desarrollado para ello

Objetivo

Familiarizarse con los meacutetodos de medicioacuten de flujo de fluidos incompresibles en

conductos cerrados

Investigar la variacioacuten de la velocidad de un fluido cuando fluye a traveacutes de conductos

de diferentes diaacutemetros

Analizar los cambios de presioacuten de un liquido cuando este fluye a traveacutes de conductos de

diaacutemetros diferentes

Utilizando el medidor de Venturi determinar la velocidad de un fluido

Encontrar las perdidas primarias y secundarias del sistema

Materiales

Venturi cinta meacutetrica Regla Graduada Llave ajustable Cronometro bomba 5 galones de agua manoacutemetro Sistema de Tuberiacutea cerrada combinada con codos ensanchamientos y reductores

Marco Teoacuterico

Medidas de Caudales en Tubo de Venturi

El tubo de Venturi consta de tres partes Uno convergente la seccioacuten miacutenima o garganta y finalmente la divergencia Se mide la diferencia de presiones entre la seccioacuten 1 del agua arriba de la parte convergente y la seccioacuten 2 la garganta del Venturi utilizando un solo manoacutemetro diferencial Despreciando en la primera la aproximacioacuten las peacuterdidas en la Ecuacioacuten de Bernoulli escrita en las secciones de 1 y 2 nos daraacute

P1γ + z1 + V1sup22g = P2γ + z2 + V2sup22g

La ecuacioacuten de continuidad entre las mismas secciones 1 y 2 nos daraacute

Q1=Q2 donde Q= Av entonces A1v1=A2v2

Despejando para la velocidad tenemos que

V1= (A2A1)V2

Sustituyendo en la Ecuacioacuten de Bernoulli tenemos

P1γ + z1 + (A2A1) V2sup22g = P2γ + z2 + V2sup22g

Podemos decir que

V2= radic2g(P1γ + z1 P2γ + z2) (radic(1-(A2A1) sup2)

El caudal real seraacute distinto del expresado ya que es la teoriacutea que dicta como sacar este dato En virtud del rozamiento que no se ha ten dio en cuenta y que puede valorarse por un coeficiente de velocidad CV que oscila de 095 a menos de la 1 unidad tomando en cuenta el valor indicativo 0985 para el Venturi nuevos y 098 paras los que ya son utilizados

Q =CqA2radic(2g∆h)

Q= CvA2radic(2g (h1-h2))(radic(1-(A2A1) sup2)

Finalmente detenido un coeficiente de Caudal Cq que se calculara en el experimento utilizando el Venturi

Cq= Cv(radic(1-(A2A1) sup2) se obtiene que

Q =CqA2radic(2g∆h) donde la diferencia de alturas es

h1-h2= (₱part) -1(∆hg)

Procedimiento Experimental

1 Llenar el depoacutesito de seccioacuten hasta un nivel mayor de la bomba

2 Encender la bomba para evitar aire en las cavitaciones

3 Hacer las pruebas de la bomba para comprobar si hay fugas

4 Apagar la bomba y reparar las fugas si hay

5 Encendemos la bomba y tomamos el tiempo de 45 seg Tomamos la medicioacuten de altura del depoacutesito de llenado y el ∆h de mercurio en el manoacutemetro diferencial

6 Elaborar la tabla con los datos obtenidos y calcular el volumen y el caudal

Nota

El caudal debe mantenerse contante para los medidores al realizar cada registro de presioacuten

El caudal se variacutea 4 veces es decir se efectuacutean 4 lecturas de presioacuten

El volumen para medir el caudal cae en el estanque volumeacutetrico considerando en nivel de llenado

Caacutelculos Graacuteficos y Tablas

Conclusiones

Al observar la tabla de coeficientes de caudal y comparaacutendolos entre si se puede deducir que el medidor de gasto Venturi es el medidor que presenta los coeficientes maacutes eficientes de los otros medidores analizados

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 teoacutericos y los reales son no poco despreciables

Finalmente el medidor de Venturi presenta una mayor fiabilidad en el momento de trabajar con datos provenientes de distintos meacutetodos lo cual minimiza la tendencia al error lo que se verifica con los altos iacutendices de los coeficientes de caudal mostrados en la tabla anterior

II Laboratorio Circuito Hidraacuteulico con Peacuterdidas Primarias y Secundarias

Introduccioacuten

En este ensayo de laboratorio el problema a resolver especiacuteficamente es evaluar la perdida de energiacutea que ocasiona un fluido ya sea laminar o turbulento (por la viscosidad) al pasar a traveacutes de un tubo que sufre una disminucioacuten del aacuterea transversal en todo su recorridoEl anaacutelisis del comportamiento que presentaraacute el fluido puede ser calculado con errores muy insignificantes Las peacuterdidas de carga a lo largo de un conducto de cualquier seccioacuten pueden ser locales o de friccioacuten Esta correspondencia de rugosidad-viscosidad ha sido observada por muchos investigadores dando a la correspondencia entre los nuacutemeros de Reynolds (Re) los paraacutemetros de los valores de altura de rugosidad ldquoedrdquo y los coeficientes de friccioacuten ldquolamdardquo que determinan la calidad de la tuberiacutea

El graacutefico de Moody sintetiza las diversas investigaciones realizadas acerca de la evaluacioacuten de los valores ldquolamdardquo en los distintos regiacutemenes de flujoEl flujo de un fluido real es maacutes complejo que el de un fluido idealDonde encontraremos las perdidas primarias y secundarias del todo el sistema con los accesorios que tenga en todo el sistema

Objetivos

Afianzar los conocimientos teoacutericos por medio de la observacioacuten y caacutelculos teoacutericos

Determinar las peacuterdidas de carga en los diferentes accesorios (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos)

Identificar los diferentes tipos de accesorios con los que se utilizaron para calcular las perdidas primarias y secundarias

Determinar el si el fluido es laminar o turbulento asiacute como el caudal en el sistema

Materiales

Medidor de Caudal Manoacutemetro Accesorios de Liacutenea de diferentes tamantildeos (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos) Cronometro cinta meacutetrica o regla Deposito 5 galones de agua

Marco Teoacuterico

PERDIDAS DE CARGAS

Las perdidas de carga en las tuberiacuteas son de dos clases primarias y secundarias

Las perdidas primarias son las perdidas de superficie en el contacto del fluido con la tuberiacutea (Capa Limite) rozamiento de unas capas de fluidos con otras (Reacutegimen Laminar) o de las partiacuteculas de fluido entre si (Reacutegimen Turbulento) Tienen lugar en flujo uniforme por tanto principalmente en los tramos de tuberiacutea de seccioacuten constante

Las perdidas secundarias son las perdidas de forma que tienen lugar en las transiciones (estrechamiento o expansiones de la corriente) codos vaacutelvulas y en toda clase de accesorios de tuberiacutea Si la conduccioacuten es larga como en oleoductos o gaseoductos las perdidas secundarias tienen poca importancia pudiendo a veces despreciarse o bien se tienen en cuenta al final sumando un 5 al 10 por ciento de las perdidas principaleshalladas

PERDIDAS SECUNDARIAS

Llamadas tambieacuten perdidas menores son aquellas caiacutedas o perdidas de presioacuten que se producen cuando el flujo atraviesa una vaacutelvula codos cambio de seccioacuten en la tuberiacutea (contraccioacuten o expansioacuten) etc Las peacuterdidas secundarias se evaluacutean mediante la siguiente relacioacuten hs= Ktimes(V22g) Donde K= constante de perdida por accesorio V= velocidad media del fluido

Longitud Equivalente

Es aquella longitud de tuberiacutea que ocasionariacutea las mismas peacuterdidas que alguacuten accesorio

Ktimes(V22g) = ftimes(LeqD)times (V22g) Leq = (Kf)timesD

Diaacutemetro Equivalente

Es el diaacutemetro de una tuberiacutea de seccioacuten circular que ha igual de caudal longitud y fluido generan la misma caiacuteda de presioacuten que otra tuberiacutea de seccioacuten no circular

Accesorios Los accesorios se utilizan en las conducciones de las tuberiacuteas en donde estas pueden sufrir un cambio de direccioacuten estrechamientos ensanchamientos ramificaciones en fin todo lo que sea necesario para el proceso Existen accesorios muy diversos cuyos diaacutemetros y roscas coinciden con los nominales de las tuberiacuteas comerciales pudiendo ser estas macho o hembra Existen combinaciones de accesorios en los que el cambio de direccioacuten estrechamiento ensanchamiento ramificacioacuten etc estaacuten presentes e inclusive hay acoplamientos y uniones los cuales no ofrecen un cambio en la resistencia del flujo Es importante mencionar tambieacuten que las tuberiacuteas estaacuten sometidas a variaciones de temperatura lo que lleva a que el material se dilate y se requieran utilizar juntas de expansioacuten con empaquetadura fuelles o manguitos de metal flexible

Vaacutelvulas Las vaacutelvulas se consideran como accesorios que sirven para regular un flujo y que sirven para aislar equipos o tuberiacuteas para su mantenimiento El disentildeo de una vaacutelvula debe evitar deformaciones asiacute como cambios de presioacuten y temperatura para que estos no establezcan una mala alineacioacuten en las superficies de sellado Existen dos grandes grupos de vaacutelvulas - Las de corte de flujo en donde sus dos posiciones extremas (totalmente abiertas y totalmente cerradas) es su funcioacuten principal - Vaacutelvulas de regulacioacuten en donde su funcioacuten principal es poder regular el flujo de acuerdo con las necesidades del proceso

Vaacutelvulas de Mariposa Debido a que este tipo de vaacutelvulas es relativamente pequentildeo no consiste un problema el acomodarlos en la liacutenea del proceso Los asientos elaacutesticos anillos de pistoacuten sobre el disco inclinacioacuten del vaacutestago son algunos de los meacutetodos mediante los cuales se puede obtener un sellado relativamente hermeacutetico sin un excesivo desgaste en los asientos al igual que sin un esfuerzo operacional de torsioacuten grande Las vaacutelvulas pequentildeas que se utilizan manualmente tienen un dispositivo de enclavamiento en la llave por otro lado las vaacutelvulas mayores que operan manualmente requieren de un engranaje de gusano en el vaacutestago todo esto debido a que la distribucioacuten de presioacuten del fluido tiende a cerrar este tipo de vaacutelvulas

Tes Las tes pueden ser formadas en friacuteo o en caliente vaciadas y forjadas en tramos cortos de tuberiacutea El producir un gran nuacutemero de tes que necesiten los tamantildeos exactos de las conexiones

extremas no resulta econoacutemica Lo normal es que las tes que se encuentran del mismo tamantildeo sean las dos conexiones extremas La conexioacuten bifurcada puede ser del mismo tamantildeo que las conexiones anteriores o de uno dos o tres tamantildeos menores Las conexiones bifurcadas suelen ser las maacutes econoacutemicas que las tes principalmente cuando la razoacuten respecto al tramo es chica

Codos de 45 y 90deg La principal funcioacuten de los codos consiste en cambiar la direccioacuten de la tuberiacutea Los codos pueden ser de 45 o 90deg con radio de cualquier tamantildeo y pueden darse con reduccioacuten simultaacutenea El flujo que se encuentra en las curvas y en los codos es maacutes turbulento que el que se encuentra en los tubos rectos ocasionando un aumento en la corrosioacuten y la erosioacuten Una manera de disminuir esto es tener una pared maacutes gruesa un contorno interior maacutes liso o un tubo con mayor radio de curvatura Estas alternativas no son utilizadas frecuentemente debido a que emplearlas resulta costoso En la mayoriacutea de los casos los codos presentan escasa peacuterdida de carga Los codos se forman a partir del vaciado forjado o conformacioacuten en caliente o friacuteo con trozos cortados de tuberiacutea o pedazos de tuberiacutea cortados a inglete y soldados

Manguitos La funcioacuten principal de los manguitos es el unir dos tramos rectos de tuberiacutea La clasificacioacuten de este accesorio depende de las roscas de sus extremos y de alliacute se denomina doble hembra doble macho macho-hembra y con reduccioacuten

Tubo de retorno Su funcioacuten es la de dar un giro de 180 grado a la direccioacuten de la tuberiacutea Generalmente se unen por bridas por roscas o por uniones soldadas prefiriendo generalmente las de rosca

Procedimiento Experimental

Poner en operacioacuten la bomba de forma que el fluido recorra la toma designado tener el manoacutemetro diferencial previamente nivelado y proceder a tomar los valores en cada tramo Tomar el valor para el caudal que seraacute el empleado para los caacutelculos tomar los valores para las alturas desde un nivel de referencia cualquiera tomar los valores de longitud en cada zona de la tuberiacutea libre de accesorios Las peacuterdidas de accesorios de tuberiacutea

1048729Codos

1048729Vaacutelvulas

1048729Tes

Se determinan mediante la siguiente ecuacioacuten

Donde K= coeficiente de peacuterdida secundaria V= vel De diaacutemetro menor

El k se pude determinar de distintas maneras

1 Mediante tablas encontradas en los textos pues el k variacutea para cada tipo de accesorio

2 Si hay una contraccioacuten se puede determinar mediante la siguiente ecuacioacuten

Tambieacuten se puede hallar las peacuterdidas de cargas secundarias mediante las graacuteficas de los distintos accesorios a utilizarse mediante la ECUACION GENERAL DE PERDIDA TOTAL

Se calculara el Caudal y la velocidad del sistemaSe calculara por separado los accesorios calculado las longitudes perdidas por si diaacutemetro Por uacuteltimo se obtendraacute las perdidas primarias y secundarias va ser igual a las perdidas de Rozamiento

sumHt = +

Caacutelculos Graficas y Tablas

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga

Materiales

Venturi cinta meacutetrica Regla Graduada Llave ajustable Cronometro bomba 5 galones de agua manoacutemetro Sistema de Tuberiacutea cerrada combinada con codos ensanchamientos y reductores

Marco Teoacuterico

Medidas de Caudales en Tubo de Venturi

El tubo de Venturi consta de tres partes Uno convergente la seccioacuten miacutenima o garganta y finalmente la divergencia Se mide la diferencia de presiones entre la seccioacuten 1 del agua arriba de la parte convergente y la seccioacuten 2 la garganta del Venturi utilizando un solo manoacutemetro diferencial Despreciando en la primera la aproximacioacuten las peacuterdidas en la Ecuacioacuten de Bernoulli escrita en las secciones de 1 y 2 nos daraacute

P1γ + z1 + V1sup22g = P2γ + z2 + V2sup22g

La ecuacioacuten de continuidad entre las mismas secciones 1 y 2 nos daraacute

Q1=Q2 donde Q= Av entonces A1v1=A2v2

Despejando para la velocidad tenemos que

V1= (A2A1)V2

Sustituyendo en la Ecuacioacuten de Bernoulli tenemos

P1γ + z1 + (A2A1) V2sup22g = P2γ + z2 + V2sup22g

Podemos decir que

V2= radic2g(P1γ + z1 P2γ + z2) (radic(1-(A2A1) sup2)

El caudal real seraacute distinto del expresado ya que es la teoriacutea que dicta como sacar este dato En virtud del rozamiento que no se ha ten dio en cuenta y que puede valorarse por un coeficiente de velocidad CV que oscila de 095 a menos de la 1 unidad tomando en cuenta el valor indicativo 0985 para el Venturi nuevos y 098 paras los que ya son utilizados

Q =CqA2radic(2g∆h)

Q= CvA2radic(2g (h1-h2))(radic(1-(A2A1) sup2)

Finalmente detenido un coeficiente de Caudal Cq que se calculara en el experimento utilizando el Venturi

Cq= Cv(radic(1-(A2A1) sup2) se obtiene que

Q =CqA2radic(2g∆h) donde la diferencia de alturas es

h1-h2= (₱part) -1(∆hg)

Procedimiento Experimental

1 Llenar el depoacutesito de seccioacuten hasta un nivel mayor de la bomba

2 Encender la bomba para evitar aire en las cavitaciones

3 Hacer las pruebas de la bomba para comprobar si hay fugas

4 Apagar la bomba y reparar las fugas si hay

5 Encendemos la bomba y tomamos el tiempo de 45 seg Tomamos la medicioacuten de altura del depoacutesito de llenado y el ∆h de mercurio en el manoacutemetro diferencial

6 Elaborar la tabla con los datos obtenidos y calcular el volumen y el caudal

Nota

El caudal debe mantenerse contante para los medidores al realizar cada registro de presioacuten

El caudal se variacutea 4 veces es decir se efectuacutean 4 lecturas de presioacuten

El volumen para medir el caudal cae en el estanque volumeacutetrico considerando en nivel de llenado

Caacutelculos Graacuteficos y Tablas

Conclusiones

Al observar la tabla de coeficientes de caudal y comparaacutendolos entre si se puede deducir que el medidor de gasto Venturi es el medidor que presenta los coeficientes maacutes eficientes de los otros medidores analizados

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 teoacutericos y los reales son no poco despreciables

Finalmente el medidor de Venturi presenta una mayor fiabilidad en el momento de trabajar con datos provenientes de distintos meacutetodos lo cual minimiza la tendencia al error lo que se verifica con los altos iacutendices de los coeficientes de caudal mostrados en la tabla anterior

II Laboratorio Circuito Hidraacuteulico con Peacuterdidas Primarias y Secundarias

Introduccioacuten

En este ensayo de laboratorio el problema a resolver especiacuteficamente es evaluar la perdida de energiacutea que ocasiona un fluido ya sea laminar o turbulento (por la viscosidad) al pasar a traveacutes de un tubo que sufre una disminucioacuten del aacuterea transversal en todo su recorridoEl anaacutelisis del comportamiento que presentaraacute el fluido puede ser calculado con errores muy insignificantes Las peacuterdidas de carga a lo largo de un conducto de cualquier seccioacuten pueden ser locales o de friccioacuten Esta correspondencia de rugosidad-viscosidad ha sido observada por muchos investigadores dando a la correspondencia entre los nuacutemeros de Reynolds (Re) los paraacutemetros de los valores de altura de rugosidad ldquoedrdquo y los coeficientes de friccioacuten ldquolamdardquo que determinan la calidad de la tuberiacutea

El graacutefico de Moody sintetiza las diversas investigaciones realizadas acerca de la evaluacioacuten de los valores ldquolamdardquo en los distintos regiacutemenes de flujoEl flujo de un fluido real es maacutes complejo que el de un fluido idealDonde encontraremos las perdidas primarias y secundarias del todo el sistema con los accesorios que tenga en todo el sistema

Objetivos

Afianzar los conocimientos teoacutericos por medio de la observacioacuten y caacutelculos teoacutericos

Determinar las peacuterdidas de carga en los diferentes accesorios (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos)

Identificar los diferentes tipos de accesorios con los que se utilizaron para calcular las perdidas primarias y secundarias

Determinar el si el fluido es laminar o turbulento asiacute como el caudal en el sistema

Materiales

Medidor de Caudal Manoacutemetro Accesorios de Liacutenea de diferentes tamantildeos (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos) Cronometro cinta meacutetrica o regla Deposito 5 galones de agua

Marco Teoacuterico

PERDIDAS DE CARGAS

Las perdidas de carga en las tuberiacuteas son de dos clases primarias y secundarias

Las perdidas primarias son las perdidas de superficie en el contacto del fluido con la tuberiacutea (Capa Limite) rozamiento de unas capas de fluidos con otras (Reacutegimen Laminar) o de las partiacuteculas de fluido entre si (Reacutegimen Turbulento) Tienen lugar en flujo uniforme por tanto principalmente en los tramos de tuberiacutea de seccioacuten constante

Las perdidas secundarias son las perdidas de forma que tienen lugar en las transiciones (estrechamiento o expansiones de la corriente) codos vaacutelvulas y en toda clase de accesorios de tuberiacutea Si la conduccioacuten es larga como en oleoductos o gaseoductos las perdidas secundarias tienen poca importancia pudiendo a veces despreciarse o bien se tienen en cuenta al final sumando un 5 al 10 por ciento de las perdidas principaleshalladas

PERDIDAS SECUNDARIAS

Llamadas tambieacuten perdidas menores son aquellas caiacutedas o perdidas de presioacuten que se producen cuando el flujo atraviesa una vaacutelvula codos cambio de seccioacuten en la tuberiacutea (contraccioacuten o expansioacuten) etc Las peacuterdidas secundarias se evaluacutean mediante la siguiente relacioacuten hs= Ktimes(V22g) Donde K= constante de perdida por accesorio V= velocidad media del fluido

Longitud Equivalente

Es aquella longitud de tuberiacutea que ocasionariacutea las mismas peacuterdidas que alguacuten accesorio

Ktimes(V22g) = ftimes(LeqD)times (V22g) Leq = (Kf)timesD

Diaacutemetro Equivalente

Es el diaacutemetro de una tuberiacutea de seccioacuten circular que ha igual de caudal longitud y fluido generan la misma caiacuteda de presioacuten que otra tuberiacutea de seccioacuten no circular

Accesorios Los accesorios se utilizan en las conducciones de las tuberiacuteas en donde estas pueden sufrir un cambio de direccioacuten estrechamientos ensanchamientos ramificaciones en fin todo lo que sea necesario para el proceso Existen accesorios muy diversos cuyos diaacutemetros y roscas coinciden con los nominales de las tuberiacuteas comerciales pudiendo ser estas macho o hembra Existen combinaciones de accesorios en los que el cambio de direccioacuten estrechamiento ensanchamiento ramificacioacuten etc estaacuten presentes e inclusive hay acoplamientos y uniones los cuales no ofrecen un cambio en la resistencia del flujo Es importante mencionar tambieacuten que las tuberiacuteas estaacuten sometidas a variaciones de temperatura lo que lleva a que el material se dilate y se requieran utilizar juntas de expansioacuten con empaquetadura fuelles o manguitos de metal flexible

Vaacutelvulas Las vaacutelvulas se consideran como accesorios que sirven para regular un flujo y que sirven para aislar equipos o tuberiacuteas para su mantenimiento El disentildeo de una vaacutelvula debe evitar deformaciones asiacute como cambios de presioacuten y temperatura para que estos no establezcan una mala alineacioacuten en las superficies de sellado Existen dos grandes grupos de vaacutelvulas - Las de corte de flujo en donde sus dos posiciones extremas (totalmente abiertas y totalmente cerradas) es su funcioacuten principal - Vaacutelvulas de regulacioacuten en donde su funcioacuten principal es poder regular el flujo de acuerdo con las necesidades del proceso

Vaacutelvulas de Mariposa Debido a que este tipo de vaacutelvulas es relativamente pequentildeo no consiste un problema el acomodarlos en la liacutenea del proceso Los asientos elaacutesticos anillos de pistoacuten sobre el disco inclinacioacuten del vaacutestago son algunos de los meacutetodos mediante los cuales se puede obtener un sellado relativamente hermeacutetico sin un excesivo desgaste en los asientos al igual que sin un esfuerzo operacional de torsioacuten grande Las vaacutelvulas pequentildeas que se utilizan manualmente tienen un dispositivo de enclavamiento en la llave por otro lado las vaacutelvulas mayores que operan manualmente requieren de un engranaje de gusano en el vaacutestago todo esto debido a que la distribucioacuten de presioacuten del fluido tiende a cerrar este tipo de vaacutelvulas

Tes Las tes pueden ser formadas en friacuteo o en caliente vaciadas y forjadas en tramos cortos de tuberiacutea El producir un gran nuacutemero de tes que necesiten los tamantildeos exactos de las conexiones

extremas no resulta econoacutemica Lo normal es que las tes que se encuentran del mismo tamantildeo sean las dos conexiones extremas La conexioacuten bifurcada puede ser del mismo tamantildeo que las conexiones anteriores o de uno dos o tres tamantildeos menores Las conexiones bifurcadas suelen ser las maacutes econoacutemicas que las tes principalmente cuando la razoacuten respecto al tramo es chica

Codos de 45 y 90deg La principal funcioacuten de los codos consiste en cambiar la direccioacuten de la tuberiacutea Los codos pueden ser de 45 o 90deg con radio de cualquier tamantildeo y pueden darse con reduccioacuten simultaacutenea El flujo que se encuentra en las curvas y en los codos es maacutes turbulento que el que se encuentra en los tubos rectos ocasionando un aumento en la corrosioacuten y la erosioacuten Una manera de disminuir esto es tener una pared maacutes gruesa un contorno interior maacutes liso o un tubo con mayor radio de curvatura Estas alternativas no son utilizadas frecuentemente debido a que emplearlas resulta costoso En la mayoriacutea de los casos los codos presentan escasa peacuterdida de carga Los codos se forman a partir del vaciado forjado o conformacioacuten en caliente o friacuteo con trozos cortados de tuberiacutea o pedazos de tuberiacutea cortados a inglete y soldados

Manguitos La funcioacuten principal de los manguitos es el unir dos tramos rectos de tuberiacutea La clasificacioacuten de este accesorio depende de las roscas de sus extremos y de alliacute se denomina doble hembra doble macho macho-hembra y con reduccioacuten

Tubo de retorno Su funcioacuten es la de dar un giro de 180 grado a la direccioacuten de la tuberiacutea Generalmente se unen por bridas por roscas o por uniones soldadas prefiriendo generalmente las de rosca

Procedimiento Experimental

Poner en operacioacuten la bomba de forma que el fluido recorra la toma designado tener el manoacutemetro diferencial previamente nivelado y proceder a tomar los valores en cada tramo Tomar el valor para el caudal que seraacute el empleado para los caacutelculos tomar los valores para las alturas desde un nivel de referencia cualquiera tomar los valores de longitud en cada zona de la tuberiacutea libre de accesorios Las peacuterdidas de accesorios de tuberiacutea

1048729Codos

1048729Vaacutelvulas

1048729Tes

Se determinan mediante la siguiente ecuacioacuten

Donde K= coeficiente de peacuterdida secundaria V= vel De diaacutemetro menor

El k se pude determinar de distintas maneras

1 Mediante tablas encontradas en los textos pues el k variacutea para cada tipo de accesorio

2 Si hay una contraccioacuten se puede determinar mediante la siguiente ecuacioacuten

Tambieacuten se puede hallar las peacuterdidas de cargas secundarias mediante las graacuteficas de los distintos accesorios a utilizarse mediante la ECUACION GENERAL DE PERDIDA TOTAL

Se calculara el Caudal y la velocidad del sistemaSe calculara por separado los accesorios calculado las longitudes perdidas por si diaacutemetro Por uacuteltimo se obtendraacute las perdidas primarias y secundarias va ser igual a las perdidas de Rozamiento

sumHt = +

Caacutelculos Graficas y Tablas

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga

Q= CvA2radic(2g (h1-h2))(radic(1-(A2A1) sup2)

Finalmente detenido un coeficiente de Caudal Cq que se calculara en el experimento utilizando el Venturi

Cq= Cv(radic(1-(A2A1) sup2) se obtiene que

Q =CqA2radic(2g∆h) donde la diferencia de alturas es

h1-h2= (₱part) -1(∆hg)

Procedimiento Experimental

1 Llenar el depoacutesito de seccioacuten hasta un nivel mayor de la bomba

2 Encender la bomba para evitar aire en las cavitaciones

3 Hacer las pruebas de la bomba para comprobar si hay fugas

4 Apagar la bomba y reparar las fugas si hay

5 Encendemos la bomba y tomamos el tiempo de 45 seg Tomamos la medicioacuten de altura del depoacutesito de llenado y el ∆h de mercurio en el manoacutemetro diferencial

6 Elaborar la tabla con los datos obtenidos y calcular el volumen y el caudal

Nota

El caudal debe mantenerse contante para los medidores al realizar cada registro de presioacuten

El caudal se variacutea 4 veces es decir se efectuacutean 4 lecturas de presioacuten

El volumen para medir el caudal cae en el estanque volumeacutetrico considerando en nivel de llenado

Caacutelculos Graacuteficos y Tablas

Conclusiones

Al observar la tabla de coeficientes de caudal y comparaacutendolos entre si se puede deducir que el medidor de gasto Venturi es el medidor que presenta los coeficientes maacutes eficientes de los otros medidores analizados

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 teoacutericos y los reales son no poco despreciables

Finalmente el medidor de Venturi presenta una mayor fiabilidad en el momento de trabajar con datos provenientes de distintos meacutetodos lo cual minimiza la tendencia al error lo que se verifica con los altos iacutendices de los coeficientes de caudal mostrados en la tabla anterior

II Laboratorio Circuito Hidraacuteulico con Peacuterdidas Primarias y Secundarias

Introduccioacuten

En este ensayo de laboratorio el problema a resolver especiacuteficamente es evaluar la perdida de energiacutea que ocasiona un fluido ya sea laminar o turbulento (por la viscosidad) al pasar a traveacutes de un tubo que sufre una disminucioacuten del aacuterea transversal en todo su recorridoEl anaacutelisis del comportamiento que presentaraacute el fluido puede ser calculado con errores muy insignificantes Las peacuterdidas de carga a lo largo de un conducto de cualquier seccioacuten pueden ser locales o de friccioacuten Esta correspondencia de rugosidad-viscosidad ha sido observada por muchos investigadores dando a la correspondencia entre los nuacutemeros de Reynolds (Re) los paraacutemetros de los valores de altura de rugosidad ldquoedrdquo y los coeficientes de friccioacuten ldquolamdardquo que determinan la calidad de la tuberiacutea

El graacutefico de Moody sintetiza las diversas investigaciones realizadas acerca de la evaluacioacuten de los valores ldquolamdardquo en los distintos regiacutemenes de flujoEl flujo de un fluido real es maacutes complejo que el de un fluido idealDonde encontraremos las perdidas primarias y secundarias del todo el sistema con los accesorios que tenga en todo el sistema

Objetivos

Afianzar los conocimientos teoacutericos por medio de la observacioacuten y caacutelculos teoacutericos

Determinar las peacuterdidas de carga en los diferentes accesorios (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos)

Identificar los diferentes tipos de accesorios con los que se utilizaron para calcular las perdidas primarias y secundarias

Determinar el si el fluido es laminar o turbulento asiacute como el caudal en el sistema

Materiales

Medidor de Caudal Manoacutemetro Accesorios de Liacutenea de diferentes tamantildeos (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos) Cronometro cinta meacutetrica o regla Deposito 5 galones de agua

Marco Teoacuterico

PERDIDAS DE CARGAS

Las perdidas de carga en las tuberiacuteas son de dos clases primarias y secundarias

Las perdidas primarias son las perdidas de superficie en el contacto del fluido con la tuberiacutea (Capa Limite) rozamiento de unas capas de fluidos con otras (Reacutegimen Laminar) o de las partiacuteculas de fluido entre si (Reacutegimen Turbulento) Tienen lugar en flujo uniforme por tanto principalmente en los tramos de tuberiacutea de seccioacuten constante

Las perdidas secundarias son las perdidas de forma que tienen lugar en las transiciones (estrechamiento o expansiones de la corriente) codos vaacutelvulas y en toda clase de accesorios de tuberiacutea Si la conduccioacuten es larga como en oleoductos o gaseoductos las perdidas secundarias tienen poca importancia pudiendo a veces despreciarse o bien se tienen en cuenta al final sumando un 5 al 10 por ciento de las perdidas principaleshalladas

PERDIDAS SECUNDARIAS

Llamadas tambieacuten perdidas menores son aquellas caiacutedas o perdidas de presioacuten que se producen cuando el flujo atraviesa una vaacutelvula codos cambio de seccioacuten en la tuberiacutea (contraccioacuten o expansioacuten) etc Las peacuterdidas secundarias se evaluacutean mediante la siguiente relacioacuten hs= Ktimes(V22g) Donde K= constante de perdida por accesorio V= velocidad media del fluido

Longitud Equivalente

Es aquella longitud de tuberiacutea que ocasionariacutea las mismas peacuterdidas que alguacuten accesorio

Ktimes(V22g) = ftimes(LeqD)times (V22g) Leq = (Kf)timesD

Diaacutemetro Equivalente

Es el diaacutemetro de una tuberiacutea de seccioacuten circular que ha igual de caudal longitud y fluido generan la misma caiacuteda de presioacuten que otra tuberiacutea de seccioacuten no circular

Accesorios Los accesorios se utilizan en las conducciones de las tuberiacuteas en donde estas pueden sufrir un cambio de direccioacuten estrechamientos ensanchamientos ramificaciones en fin todo lo que sea necesario para el proceso Existen accesorios muy diversos cuyos diaacutemetros y roscas coinciden con los nominales de las tuberiacuteas comerciales pudiendo ser estas macho o hembra Existen combinaciones de accesorios en los que el cambio de direccioacuten estrechamiento ensanchamiento ramificacioacuten etc estaacuten presentes e inclusive hay acoplamientos y uniones los cuales no ofrecen un cambio en la resistencia del flujo Es importante mencionar tambieacuten que las tuberiacuteas estaacuten sometidas a variaciones de temperatura lo que lleva a que el material se dilate y se requieran utilizar juntas de expansioacuten con empaquetadura fuelles o manguitos de metal flexible

Vaacutelvulas Las vaacutelvulas se consideran como accesorios que sirven para regular un flujo y que sirven para aislar equipos o tuberiacuteas para su mantenimiento El disentildeo de una vaacutelvula debe evitar deformaciones asiacute como cambios de presioacuten y temperatura para que estos no establezcan una mala alineacioacuten en las superficies de sellado Existen dos grandes grupos de vaacutelvulas - Las de corte de flujo en donde sus dos posiciones extremas (totalmente abiertas y totalmente cerradas) es su funcioacuten principal - Vaacutelvulas de regulacioacuten en donde su funcioacuten principal es poder regular el flujo de acuerdo con las necesidades del proceso

Vaacutelvulas de Mariposa Debido a que este tipo de vaacutelvulas es relativamente pequentildeo no consiste un problema el acomodarlos en la liacutenea del proceso Los asientos elaacutesticos anillos de pistoacuten sobre el disco inclinacioacuten del vaacutestago son algunos de los meacutetodos mediante los cuales se puede obtener un sellado relativamente hermeacutetico sin un excesivo desgaste en los asientos al igual que sin un esfuerzo operacional de torsioacuten grande Las vaacutelvulas pequentildeas que se utilizan manualmente tienen un dispositivo de enclavamiento en la llave por otro lado las vaacutelvulas mayores que operan manualmente requieren de un engranaje de gusano en el vaacutestago todo esto debido a que la distribucioacuten de presioacuten del fluido tiende a cerrar este tipo de vaacutelvulas

Tes Las tes pueden ser formadas en friacuteo o en caliente vaciadas y forjadas en tramos cortos de tuberiacutea El producir un gran nuacutemero de tes que necesiten los tamantildeos exactos de las conexiones

extremas no resulta econoacutemica Lo normal es que las tes que se encuentran del mismo tamantildeo sean las dos conexiones extremas La conexioacuten bifurcada puede ser del mismo tamantildeo que las conexiones anteriores o de uno dos o tres tamantildeos menores Las conexiones bifurcadas suelen ser las maacutes econoacutemicas que las tes principalmente cuando la razoacuten respecto al tramo es chica

Codos de 45 y 90deg La principal funcioacuten de los codos consiste en cambiar la direccioacuten de la tuberiacutea Los codos pueden ser de 45 o 90deg con radio de cualquier tamantildeo y pueden darse con reduccioacuten simultaacutenea El flujo que se encuentra en las curvas y en los codos es maacutes turbulento que el que se encuentra en los tubos rectos ocasionando un aumento en la corrosioacuten y la erosioacuten Una manera de disminuir esto es tener una pared maacutes gruesa un contorno interior maacutes liso o un tubo con mayor radio de curvatura Estas alternativas no son utilizadas frecuentemente debido a que emplearlas resulta costoso En la mayoriacutea de los casos los codos presentan escasa peacuterdida de carga Los codos se forman a partir del vaciado forjado o conformacioacuten en caliente o friacuteo con trozos cortados de tuberiacutea o pedazos de tuberiacutea cortados a inglete y soldados

Manguitos La funcioacuten principal de los manguitos es el unir dos tramos rectos de tuberiacutea La clasificacioacuten de este accesorio depende de las roscas de sus extremos y de alliacute se denomina doble hembra doble macho macho-hembra y con reduccioacuten

Tubo de retorno Su funcioacuten es la de dar un giro de 180 grado a la direccioacuten de la tuberiacutea Generalmente se unen por bridas por roscas o por uniones soldadas prefiriendo generalmente las de rosca

Procedimiento Experimental

Poner en operacioacuten la bomba de forma que el fluido recorra la toma designado tener el manoacutemetro diferencial previamente nivelado y proceder a tomar los valores en cada tramo Tomar el valor para el caudal que seraacute el empleado para los caacutelculos tomar los valores para las alturas desde un nivel de referencia cualquiera tomar los valores de longitud en cada zona de la tuberiacutea libre de accesorios Las peacuterdidas de accesorios de tuberiacutea

1048729Codos

1048729Vaacutelvulas

1048729Tes

Se determinan mediante la siguiente ecuacioacuten

Donde K= coeficiente de peacuterdida secundaria V= vel De diaacutemetro menor

El k se pude determinar de distintas maneras

1 Mediante tablas encontradas en los textos pues el k variacutea para cada tipo de accesorio

2 Si hay una contraccioacuten se puede determinar mediante la siguiente ecuacioacuten

Tambieacuten se puede hallar las peacuterdidas de cargas secundarias mediante las graacuteficas de los distintos accesorios a utilizarse mediante la ECUACION GENERAL DE PERDIDA TOTAL

Se calculara el Caudal y la velocidad del sistemaSe calculara por separado los accesorios calculado las longitudes perdidas por si diaacutemetro Por uacuteltimo se obtendraacute las perdidas primarias y secundarias va ser igual a las perdidas de Rozamiento

sumHt = +

Caacutelculos Graficas y Tablas

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga

Caacutelculos Graacuteficos y Tablas

Conclusiones

Al observar la tabla de coeficientes de caudal y comparaacutendolos entre si se puede deducir que el medidor de gasto Venturi es el medidor que presenta los coeficientes maacutes eficientes de los otros medidores analizados

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 teoacutericos y los reales son no poco despreciables

Finalmente el medidor de Venturi presenta una mayor fiabilidad en el momento de trabajar con datos provenientes de distintos meacutetodos lo cual minimiza la tendencia al error lo que se verifica con los altos iacutendices de los coeficientes de caudal mostrados en la tabla anterior

II Laboratorio Circuito Hidraacuteulico con Peacuterdidas Primarias y Secundarias

Introduccioacuten

En este ensayo de laboratorio el problema a resolver especiacuteficamente es evaluar la perdida de energiacutea que ocasiona un fluido ya sea laminar o turbulento (por la viscosidad) al pasar a traveacutes de un tubo que sufre una disminucioacuten del aacuterea transversal en todo su recorridoEl anaacutelisis del comportamiento que presentaraacute el fluido puede ser calculado con errores muy insignificantes Las peacuterdidas de carga a lo largo de un conducto de cualquier seccioacuten pueden ser locales o de friccioacuten Esta correspondencia de rugosidad-viscosidad ha sido observada por muchos investigadores dando a la correspondencia entre los nuacutemeros de Reynolds (Re) los paraacutemetros de los valores de altura de rugosidad ldquoedrdquo y los coeficientes de friccioacuten ldquolamdardquo que determinan la calidad de la tuberiacutea

El graacutefico de Moody sintetiza las diversas investigaciones realizadas acerca de la evaluacioacuten de los valores ldquolamdardquo en los distintos regiacutemenes de flujoEl flujo de un fluido real es maacutes complejo que el de un fluido idealDonde encontraremos las perdidas primarias y secundarias del todo el sistema con los accesorios que tenga en todo el sistema

Objetivos

Afianzar los conocimientos teoacutericos por medio de la observacioacuten y caacutelculos teoacutericos

Determinar las peacuterdidas de carga en los diferentes accesorios (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos)

Identificar los diferentes tipos de accesorios con los que se utilizaron para calcular las perdidas primarias y secundarias

Determinar el si el fluido es laminar o turbulento asiacute como el caudal en el sistema

Materiales

Medidor de Caudal Manoacutemetro Accesorios de Liacutenea de diferentes tamantildeos (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos) Cronometro cinta meacutetrica o regla Deposito 5 galones de agua

Marco Teoacuterico

PERDIDAS DE CARGAS

Las perdidas de carga en las tuberiacuteas son de dos clases primarias y secundarias

Las perdidas primarias son las perdidas de superficie en el contacto del fluido con la tuberiacutea (Capa Limite) rozamiento de unas capas de fluidos con otras (Reacutegimen Laminar) o de las partiacuteculas de fluido entre si (Reacutegimen Turbulento) Tienen lugar en flujo uniforme por tanto principalmente en los tramos de tuberiacutea de seccioacuten constante

Las perdidas secundarias son las perdidas de forma que tienen lugar en las transiciones (estrechamiento o expansiones de la corriente) codos vaacutelvulas y en toda clase de accesorios de tuberiacutea Si la conduccioacuten es larga como en oleoductos o gaseoductos las perdidas secundarias tienen poca importancia pudiendo a veces despreciarse o bien se tienen en cuenta al final sumando un 5 al 10 por ciento de las perdidas principaleshalladas

PERDIDAS SECUNDARIAS

Llamadas tambieacuten perdidas menores son aquellas caiacutedas o perdidas de presioacuten que se producen cuando el flujo atraviesa una vaacutelvula codos cambio de seccioacuten en la tuberiacutea (contraccioacuten o expansioacuten) etc Las peacuterdidas secundarias se evaluacutean mediante la siguiente relacioacuten hs= Ktimes(V22g) Donde K= constante de perdida por accesorio V= velocidad media del fluido

Longitud Equivalente

Es aquella longitud de tuberiacutea que ocasionariacutea las mismas peacuterdidas que alguacuten accesorio

Ktimes(V22g) = ftimes(LeqD)times (V22g) Leq = (Kf)timesD

Diaacutemetro Equivalente

Es el diaacutemetro de una tuberiacutea de seccioacuten circular que ha igual de caudal longitud y fluido generan la misma caiacuteda de presioacuten que otra tuberiacutea de seccioacuten no circular

Accesorios Los accesorios se utilizan en las conducciones de las tuberiacuteas en donde estas pueden sufrir un cambio de direccioacuten estrechamientos ensanchamientos ramificaciones en fin todo lo que sea necesario para el proceso Existen accesorios muy diversos cuyos diaacutemetros y roscas coinciden con los nominales de las tuberiacuteas comerciales pudiendo ser estas macho o hembra Existen combinaciones de accesorios en los que el cambio de direccioacuten estrechamiento ensanchamiento ramificacioacuten etc estaacuten presentes e inclusive hay acoplamientos y uniones los cuales no ofrecen un cambio en la resistencia del flujo Es importante mencionar tambieacuten que las tuberiacuteas estaacuten sometidas a variaciones de temperatura lo que lleva a que el material se dilate y se requieran utilizar juntas de expansioacuten con empaquetadura fuelles o manguitos de metal flexible

Vaacutelvulas Las vaacutelvulas se consideran como accesorios que sirven para regular un flujo y que sirven para aislar equipos o tuberiacuteas para su mantenimiento El disentildeo de una vaacutelvula debe evitar deformaciones asiacute como cambios de presioacuten y temperatura para que estos no establezcan una mala alineacioacuten en las superficies de sellado Existen dos grandes grupos de vaacutelvulas - Las de corte de flujo en donde sus dos posiciones extremas (totalmente abiertas y totalmente cerradas) es su funcioacuten principal - Vaacutelvulas de regulacioacuten en donde su funcioacuten principal es poder regular el flujo de acuerdo con las necesidades del proceso

Vaacutelvulas de Mariposa Debido a que este tipo de vaacutelvulas es relativamente pequentildeo no consiste un problema el acomodarlos en la liacutenea del proceso Los asientos elaacutesticos anillos de pistoacuten sobre el disco inclinacioacuten del vaacutestago son algunos de los meacutetodos mediante los cuales se puede obtener un sellado relativamente hermeacutetico sin un excesivo desgaste en los asientos al igual que sin un esfuerzo operacional de torsioacuten grande Las vaacutelvulas pequentildeas que se utilizan manualmente tienen un dispositivo de enclavamiento en la llave por otro lado las vaacutelvulas mayores que operan manualmente requieren de un engranaje de gusano en el vaacutestago todo esto debido a que la distribucioacuten de presioacuten del fluido tiende a cerrar este tipo de vaacutelvulas

Tes Las tes pueden ser formadas en friacuteo o en caliente vaciadas y forjadas en tramos cortos de tuberiacutea El producir un gran nuacutemero de tes que necesiten los tamantildeos exactos de las conexiones

extremas no resulta econoacutemica Lo normal es que las tes que se encuentran del mismo tamantildeo sean las dos conexiones extremas La conexioacuten bifurcada puede ser del mismo tamantildeo que las conexiones anteriores o de uno dos o tres tamantildeos menores Las conexiones bifurcadas suelen ser las maacutes econoacutemicas que las tes principalmente cuando la razoacuten respecto al tramo es chica

Codos de 45 y 90deg La principal funcioacuten de los codos consiste en cambiar la direccioacuten de la tuberiacutea Los codos pueden ser de 45 o 90deg con radio de cualquier tamantildeo y pueden darse con reduccioacuten simultaacutenea El flujo que se encuentra en las curvas y en los codos es maacutes turbulento que el que se encuentra en los tubos rectos ocasionando un aumento en la corrosioacuten y la erosioacuten Una manera de disminuir esto es tener una pared maacutes gruesa un contorno interior maacutes liso o un tubo con mayor radio de curvatura Estas alternativas no son utilizadas frecuentemente debido a que emplearlas resulta costoso En la mayoriacutea de los casos los codos presentan escasa peacuterdida de carga Los codos se forman a partir del vaciado forjado o conformacioacuten en caliente o friacuteo con trozos cortados de tuberiacutea o pedazos de tuberiacutea cortados a inglete y soldados

Manguitos La funcioacuten principal de los manguitos es el unir dos tramos rectos de tuberiacutea La clasificacioacuten de este accesorio depende de las roscas de sus extremos y de alliacute se denomina doble hembra doble macho macho-hembra y con reduccioacuten

Tubo de retorno Su funcioacuten es la de dar un giro de 180 grado a la direccioacuten de la tuberiacutea Generalmente se unen por bridas por roscas o por uniones soldadas prefiriendo generalmente las de rosca

Procedimiento Experimental

Poner en operacioacuten la bomba de forma que el fluido recorra la toma designado tener el manoacutemetro diferencial previamente nivelado y proceder a tomar los valores en cada tramo Tomar el valor para el caudal que seraacute el empleado para los caacutelculos tomar los valores para las alturas desde un nivel de referencia cualquiera tomar los valores de longitud en cada zona de la tuberiacutea libre de accesorios Las peacuterdidas de accesorios de tuberiacutea

1048729Codos

1048729Vaacutelvulas

1048729Tes

Se determinan mediante la siguiente ecuacioacuten

Donde K= coeficiente de peacuterdida secundaria V= vel De diaacutemetro menor

El k se pude determinar de distintas maneras

1 Mediante tablas encontradas en los textos pues el k variacutea para cada tipo de accesorio

2 Si hay una contraccioacuten se puede determinar mediante la siguiente ecuacioacuten

Tambieacuten se puede hallar las peacuterdidas de cargas secundarias mediante las graacuteficas de los distintos accesorios a utilizarse mediante la ECUACION GENERAL DE PERDIDA TOTAL

Se calculara el Caudal y la velocidad del sistemaSe calculara por separado los accesorios calculado las longitudes perdidas por si diaacutemetro Por uacuteltimo se obtendraacute las perdidas primarias y secundarias va ser igual a las perdidas de Rozamiento

sumHt = +

Caacutelculos Graficas y Tablas

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga

Conclusiones

Al observar la tabla de coeficientes de caudal y comparaacutendolos entre si se puede deducir que el medidor de gasto Venturi es el medidor que presenta los coeficientes maacutes eficientes de los otros medidores analizados

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 teoacutericos y los reales son no poco despreciables

Finalmente el medidor de Venturi presenta una mayor fiabilidad en el momento de trabajar con datos provenientes de distintos meacutetodos lo cual minimiza la tendencia al error lo que se verifica con los altos iacutendices de los coeficientes de caudal mostrados en la tabla anterior

II Laboratorio Circuito Hidraacuteulico con Peacuterdidas Primarias y Secundarias

Introduccioacuten

En este ensayo de laboratorio el problema a resolver especiacuteficamente es evaluar la perdida de energiacutea que ocasiona un fluido ya sea laminar o turbulento (por la viscosidad) al pasar a traveacutes de un tubo que sufre una disminucioacuten del aacuterea transversal en todo su recorridoEl anaacutelisis del comportamiento que presentaraacute el fluido puede ser calculado con errores muy insignificantes Las peacuterdidas de carga a lo largo de un conducto de cualquier seccioacuten pueden ser locales o de friccioacuten Esta correspondencia de rugosidad-viscosidad ha sido observada por muchos investigadores dando a la correspondencia entre los nuacutemeros de Reynolds (Re) los paraacutemetros de los valores de altura de rugosidad ldquoedrdquo y los coeficientes de friccioacuten ldquolamdardquo que determinan la calidad de la tuberiacutea

El graacutefico de Moody sintetiza las diversas investigaciones realizadas acerca de la evaluacioacuten de los valores ldquolamdardquo en los distintos regiacutemenes de flujoEl flujo de un fluido real es maacutes complejo que el de un fluido idealDonde encontraremos las perdidas primarias y secundarias del todo el sistema con los accesorios que tenga en todo el sistema

Objetivos

Afianzar los conocimientos teoacutericos por medio de la observacioacuten y caacutelculos teoacutericos

Determinar las peacuterdidas de carga en los diferentes accesorios (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos)

Identificar los diferentes tipos de accesorios con los que se utilizaron para calcular las perdidas primarias y secundarias

Determinar el si el fluido es laminar o turbulento asiacute como el caudal en el sistema

Materiales

Medidor de Caudal Manoacutemetro Accesorios de Liacutenea de diferentes tamantildeos (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos) Cronometro cinta meacutetrica o regla Deposito 5 galones de agua

Marco Teoacuterico

PERDIDAS DE CARGAS

Las perdidas de carga en las tuberiacuteas son de dos clases primarias y secundarias

Las perdidas primarias son las perdidas de superficie en el contacto del fluido con la tuberiacutea (Capa Limite) rozamiento de unas capas de fluidos con otras (Reacutegimen Laminar) o de las partiacuteculas de fluido entre si (Reacutegimen Turbulento) Tienen lugar en flujo uniforme por tanto principalmente en los tramos de tuberiacutea de seccioacuten constante

Las perdidas secundarias son las perdidas de forma que tienen lugar en las transiciones (estrechamiento o expansiones de la corriente) codos vaacutelvulas y en toda clase de accesorios de tuberiacutea Si la conduccioacuten es larga como en oleoductos o gaseoductos las perdidas secundarias tienen poca importancia pudiendo a veces despreciarse o bien se tienen en cuenta al final sumando un 5 al 10 por ciento de las perdidas principaleshalladas

PERDIDAS SECUNDARIAS

Llamadas tambieacuten perdidas menores son aquellas caiacutedas o perdidas de presioacuten que se producen cuando el flujo atraviesa una vaacutelvula codos cambio de seccioacuten en la tuberiacutea (contraccioacuten o expansioacuten) etc Las peacuterdidas secundarias se evaluacutean mediante la siguiente relacioacuten hs= Ktimes(V22g) Donde K= constante de perdida por accesorio V= velocidad media del fluido

Longitud Equivalente

Es aquella longitud de tuberiacutea que ocasionariacutea las mismas peacuterdidas que alguacuten accesorio

Ktimes(V22g) = ftimes(LeqD)times (V22g) Leq = (Kf)timesD

Diaacutemetro Equivalente

Es el diaacutemetro de una tuberiacutea de seccioacuten circular que ha igual de caudal longitud y fluido generan la misma caiacuteda de presioacuten que otra tuberiacutea de seccioacuten no circular

Accesorios Los accesorios se utilizan en las conducciones de las tuberiacuteas en donde estas pueden sufrir un cambio de direccioacuten estrechamientos ensanchamientos ramificaciones en fin todo lo que sea necesario para el proceso Existen accesorios muy diversos cuyos diaacutemetros y roscas coinciden con los nominales de las tuberiacuteas comerciales pudiendo ser estas macho o hembra Existen combinaciones de accesorios en los que el cambio de direccioacuten estrechamiento ensanchamiento ramificacioacuten etc estaacuten presentes e inclusive hay acoplamientos y uniones los cuales no ofrecen un cambio en la resistencia del flujo Es importante mencionar tambieacuten que las tuberiacuteas estaacuten sometidas a variaciones de temperatura lo que lleva a que el material se dilate y se requieran utilizar juntas de expansioacuten con empaquetadura fuelles o manguitos de metal flexible

Vaacutelvulas Las vaacutelvulas se consideran como accesorios que sirven para regular un flujo y que sirven para aislar equipos o tuberiacuteas para su mantenimiento El disentildeo de una vaacutelvula debe evitar deformaciones asiacute como cambios de presioacuten y temperatura para que estos no establezcan una mala alineacioacuten en las superficies de sellado Existen dos grandes grupos de vaacutelvulas - Las de corte de flujo en donde sus dos posiciones extremas (totalmente abiertas y totalmente cerradas) es su funcioacuten principal - Vaacutelvulas de regulacioacuten en donde su funcioacuten principal es poder regular el flujo de acuerdo con las necesidades del proceso

Vaacutelvulas de Mariposa Debido a que este tipo de vaacutelvulas es relativamente pequentildeo no consiste un problema el acomodarlos en la liacutenea del proceso Los asientos elaacutesticos anillos de pistoacuten sobre el disco inclinacioacuten del vaacutestago son algunos de los meacutetodos mediante los cuales se puede obtener un sellado relativamente hermeacutetico sin un excesivo desgaste en los asientos al igual que sin un esfuerzo operacional de torsioacuten grande Las vaacutelvulas pequentildeas que se utilizan manualmente tienen un dispositivo de enclavamiento en la llave por otro lado las vaacutelvulas mayores que operan manualmente requieren de un engranaje de gusano en el vaacutestago todo esto debido a que la distribucioacuten de presioacuten del fluido tiende a cerrar este tipo de vaacutelvulas

Tes Las tes pueden ser formadas en friacuteo o en caliente vaciadas y forjadas en tramos cortos de tuberiacutea El producir un gran nuacutemero de tes que necesiten los tamantildeos exactos de las conexiones

extremas no resulta econoacutemica Lo normal es que las tes que se encuentran del mismo tamantildeo sean las dos conexiones extremas La conexioacuten bifurcada puede ser del mismo tamantildeo que las conexiones anteriores o de uno dos o tres tamantildeos menores Las conexiones bifurcadas suelen ser las maacutes econoacutemicas que las tes principalmente cuando la razoacuten respecto al tramo es chica

Codos de 45 y 90deg La principal funcioacuten de los codos consiste en cambiar la direccioacuten de la tuberiacutea Los codos pueden ser de 45 o 90deg con radio de cualquier tamantildeo y pueden darse con reduccioacuten simultaacutenea El flujo que se encuentra en las curvas y en los codos es maacutes turbulento que el que se encuentra en los tubos rectos ocasionando un aumento en la corrosioacuten y la erosioacuten Una manera de disminuir esto es tener una pared maacutes gruesa un contorno interior maacutes liso o un tubo con mayor radio de curvatura Estas alternativas no son utilizadas frecuentemente debido a que emplearlas resulta costoso En la mayoriacutea de los casos los codos presentan escasa peacuterdida de carga Los codos se forman a partir del vaciado forjado o conformacioacuten en caliente o friacuteo con trozos cortados de tuberiacutea o pedazos de tuberiacutea cortados a inglete y soldados

Manguitos La funcioacuten principal de los manguitos es el unir dos tramos rectos de tuberiacutea La clasificacioacuten de este accesorio depende de las roscas de sus extremos y de alliacute se denomina doble hembra doble macho macho-hembra y con reduccioacuten

Tubo de retorno Su funcioacuten es la de dar un giro de 180 grado a la direccioacuten de la tuberiacutea Generalmente se unen por bridas por roscas o por uniones soldadas prefiriendo generalmente las de rosca

Procedimiento Experimental

Poner en operacioacuten la bomba de forma que el fluido recorra la toma designado tener el manoacutemetro diferencial previamente nivelado y proceder a tomar los valores en cada tramo Tomar el valor para el caudal que seraacute el empleado para los caacutelculos tomar los valores para las alturas desde un nivel de referencia cualquiera tomar los valores de longitud en cada zona de la tuberiacutea libre de accesorios Las peacuterdidas de accesorios de tuberiacutea

1048729Codos

1048729Vaacutelvulas

1048729Tes

Se determinan mediante la siguiente ecuacioacuten

Donde K= coeficiente de peacuterdida secundaria V= vel De diaacutemetro menor

El k se pude determinar de distintas maneras

1 Mediante tablas encontradas en los textos pues el k variacutea para cada tipo de accesorio

2 Si hay una contraccioacuten se puede determinar mediante la siguiente ecuacioacuten

Tambieacuten se puede hallar las peacuterdidas de cargas secundarias mediante las graacuteficas de los distintos accesorios a utilizarse mediante la ECUACION GENERAL DE PERDIDA TOTAL

Se calculara el Caudal y la velocidad del sistemaSe calculara por separado los accesorios calculado las longitudes perdidas por si diaacutemetro Por uacuteltimo se obtendraacute las perdidas primarias y secundarias va ser igual a las perdidas de Rozamiento

sumHt = +

Caacutelculos Graficas y Tablas

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga

II Laboratorio Circuito Hidraacuteulico con Peacuterdidas Primarias y Secundarias

Introduccioacuten

En este ensayo de laboratorio el problema a resolver especiacuteficamente es evaluar la perdida de energiacutea que ocasiona un fluido ya sea laminar o turbulento (por la viscosidad) al pasar a traveacutes de un tubo que sufre una disminucioacuten del aacuterea transversal en todo su recorridoEl anaacutelisis del comportamiento que presentaraacute el fluido puede ser calculado con errores muy insignificantes Las peacuterdidas de carga a lo largo de un conducto de cualquier seccioacuten pueden ser locales o de friccioacuten Esta correspondencia de rugosidad-viscosidad ha sido observada por muchos investigadores dando a la correspondencia entre los nuacutemeros de Reynolds (Re) los paraacutemetros de los valores de altura de rugosidad ldquoedrdquo y los coeficientes de friccioacuten ldquolamdardquo que determinan la calidad de la tuberiacutea

El graacutefico de Moody sintetiza las diversas investigaciones realizadas acerca de la evaluacioacuten de los valores ldquolamdardquo en los distintos regiacutemenes de flujoEl flujo de un fluido real es maacutes complejo que el de un fluido idealDonde encontraremos las perdidas primarias y secundarias del todo el sistema con los accesorios que tenga en todo el sistema

Objetivos

Afianzar los conocimientos teoacutericos por medio de la observacioacuten y caacutelculos teoacutericos

Determinar las peacuterdidas de carga en los diferentes accesorios (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos)

Identificar los diferentes tipos de accesorios con los que se utilizaron para calcular las perdidas primarias y secundarias

Determinar el si el fluido es laminar o turbulento asiacute como el caudal en el sistema

Materiales

Medidor de Caudal Manoacutemetro Accesorios de Liacutenea de diferentes tamantildeos (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos) Cronometro cinta meacutetrica o regla Deposito 5 galones de agua

Marco Teoacuterico

PERDIDAS DE CARGAS

Las perdidas de carga en las tuberiacuteas son de dos clases primarias y secundarias

Las perdidas primarias son las perdidas de superficie en el contacto del fluido con la tuberiacutea (Capa Limite) rozamiento de unas capas de fluidos con otras (Reacutegimen Laminar) o de las partiacuteculas de fluido entre si (Reacutegimen Turbulento) Tienen lugar en flujo uniforme por tanto principalmente en los tramos de tuberiacutea de seccioacuten constante

Las perdidas secundarias son las perdidas de forma que tienen lugar en las transiciones (estrechamiento o expansiones de la corriente) codos vaacutelvulas y en toda clase de accesorios de tuberiacutea Si la conduccioacuten es larga como en oleoductos o gaseoductos las perdidas secundarias tienen poca importancia pudiendo a veces despreciarse o bien se tienen en cuenta al final sumando un 5 al 10 por ciento de las perdidas principaleshalladas

PERDIDAS SECUNDARIAS

Llamadas tambieacuten perdidas menores son aquellas caiacutedas o perdidas de presioacuten que se producen cuando el flujo atraviesa una vaacutelvula codos cambio de seccioacuten en la tuberiacutea (contraccioacuten o expansioacuten) etc Las peacuterdidas secundarias se evaluacutean mediante la siguiente relacioacuten hs= Ktimes(V22g) Donde K= constante de perdida por accesorio V= velocidad media del fluido

Longitud Equivalente

Es aquella longitud de tuberiacutea que ocasionariacutea las mismas peacuterdidas que alguacuten accesorio

Ktimes(V22g) = ftimes(LeqD)times (V22g) Leq = (Kf)timesD

Diaacutemetro Equivalente

Es el diaacutemetro de una tuberiacutea de seccioacuten circular que ha igual de caudal longitud y fluido generan la misma caiacuteda de presioacuten que otra tuberiacutea de seccioacuten no circular

Accesorios Los accesorios se utilizan en las conducciones de las tuberiacuteas en donde estas pueden sufrir un cambio de direccioacuten estrechamientos ensanchamientos ramificaciones en fin todo lo que sea necesario para el proceso Existen accesorios muy diversos cuyos diaacutemetros y roscas coinciden con los nominales de las tuberiacuteas comerciales pudiendo ser estas macho o hembra Existen combinaciones de accesorios en los que el cambio de direccioacuten estrechamiento ensanchamiento ramificacioacuten etc estaacuten presentes e inclusive hay acoplamientos y uniones los cuales no ofrecen un cambio en la resistencia del flujo Es importante mencionar tambieacuten que las tuberiacuteas estaacuten sometidas a variaciones de temperatura lo que lleva a que el material se dilate y se requieran utilizar juntas de expansioacuten con empaquetadura fuelles o manguitos de metal flexible

Vaacutelvulas Las vaacutelvulas se consideran como accesorios que sirven para regular un flujo y que sirven para aislar equipos o tuberiacuteas para su mantenimiento El disentildeo de una vaacutelvula debe evitar deformaciones asiacute como cambios de presioacuten y temperatura para que estos no establezcan una mala alineacioacuten en las superficies de sellado Existen dos grandes grupos de vaacutelvulas - Las de corte de flujo en donde sus dos posiciones extremas (totalmente abiertas y totalmente cerradas) es su funcioacuten principal - Vaacutelvulas de regulacioacuten en donde su funcioacuten principal es poder regular el flujo de acuerdo con las necesidades del proceso

Vaacutelvulas de Mariposa Debido a que este tipo de vaacutelvulas es relativamente pequentildeo no consiste un problema el acomodarlos en la liacutenea del proceso Los asientos elaacutesticos anillos de pistoacuten sobre el disco inclinacioacuten del vaacutestago son algunos de los meacutetodos mediante los cuales se puede obtener un sellado relativamente hermeacutetico sin un excesivo desgaste en los asientos al igual que sin un esfuerzo operacional de torsioacuten grande Las vaacutelvulas pequentildeas que se utilizan manualmente tienen un dispositivo de enclavamiento en la llave por otro lado las vaacutelvulas mayores que operan manualmente requieren de un engranaje de gusano en el vaacutestago todo esto debido a que la distribucioacuten de presioacuten del fluido tiende a cerrar este tipo de vaacutelvulas

Tes Las tes pueden ser formadas en friacuteo o en caliente vaciadas y forjadas en tramos cortos de tuberiacutea El producir un gran nuacutemero de tes que necesiten los tamantildeos exactos de las conexiones

extremas no resulta econoacutemica Lo normal es que las tes que se encuentran del mismo tamantildeo sean las dos conexiones extremas La conexioacuten bifurcada puede ser del mismo tamantildeo que las conexiones anteriores o de uno dos o tres tamantildeos menores Las conexiones bifurcadas suelen ser las maacutes econoacutemicas que las tes principalmente cuando la razoacuten respecto al tramo es chica

Codos de 45 y 90deg La principal funcioacuten de los codos consiste en cambiar la direccioacuten de la tuberiacutea Los codos pueden ser de 45 o 90deg con radio de cualquier tamantildeo y pueden darse con reduccioacuten simultaacutenea El flujo que se encuentra en las curvas y en los codos es maacutes turbulento que el que se encuentra en los tubos rectos ocasionando un aumento en la corrosioacuten y la erosioacuten Una manera de disminuir esto es tener una pared maacutes gruesa un contorno interior maacutes liso o un tubo con mayor radio de curvatura Estas alternativas no son utilizadas frecuentemente debido a que emplearlas resulta costoso En la mayoriacutea de los casos los codos presentan escasa peacuterdida de carga Los codos se forman a partir del vaciado forjado o conformacioacuten en caliente o friacuteo con trozos cortados de tuberiacutea o pedazos de tuberiacutea cortados a inglete y soldados

Manguitos La funcioacuten principal de los manguitos es el unir dos tramos rectos de tuberiacutea La clasificacioacuten de este accesorio depende de las roscas de sus extremos y de alliacute se denomina doble hembra doble macho macho-hembra y con reduccioacuten

Tubo de retorno Su funcioacuten es la de dar un giro de 180 grado a la direccioacuten de la tuberiacutea Generalmente se unen por bridas por roscas o por uniones soldadas prefiriendo generalmente las de rosca

Procedimiento Experimental

Poner en operacioacuten la bomba de forma que el fluido recorra la toma designado tener el manoacutemetro diferencial previamente nivelado y proceder a tomar los valores en cada tramo Tomar el valor para el caudal que seraacute el empleado para los caacutelculos tomar los valores para las alturas desde un nivel de referencia cualquiera tomar los valores de longitud en cada zona de la tuberiacutea libre de accesorios Las peacuterdidas de accesorios de tuberiacutea

1048729Codos

1048729Vaacutelvulas

1048729Tes

Se determinan mediante la siguiente ecuacioacuten

Donde K= coeficiente de peacuterdida secundaria V= vel De diaacutemetro menor

El k se pude determinar de distintas maneras

1 Mediante tablas encontradas en los textos pues el k variacutea para cada tipo de accesorio

2 Si hay una contraccioacuten se puede determinar mediante la siguiente ecuacioacuten

Tambieacuten se puede hallar las peacuterdidas de cargas secundarias mediante las graacuteficas de los distintos accesorios a utilizarse mediante la ECUACION GENERAL DE PERDIDA TOTAL

Se calculara el Caudal y la velocidad del sistemaSe calculara por separado los accesorios calculado las longitudes perdidas por si diaacutemetro Por uacuteltimo se obtendraacute las perdidas primarias y secundarias va ser igual a las perdidas de Rozamiento

sumHt = +

Caacutelculos Graficas y Tablas

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga

Materiales

Medidor de Caudal Manoacutemetro Accesorios de Liacutenea de diferentes tamantildeos (codos reductores Tes vaacutelvulas ensanchamientos) Cronometro cinta meacutetrica o regla Deposito 5 galones de agua

Marco Teoacuterico

PERDIDAS DE CARGAS

Las perdidas de carga en las tuberiacuteas son de dos clases primarias y secundarias

Las perdidas primarias son las perdidas de superficie en el contacto del fluido con la tuberiacutea (Capa Limite) rozamiento de unas capas de fluidos con otras (Reacutegimen Laminar) o de las partiacuteculas de fluido entre si (Reacutegimen Turbulento) Tienen lugar en flujo uniforme por tanto principalmente en los tramos de tuberiacutea de seccioacuten constante

Las perdidas secundarias son las perdidas de forma que tienen lugar en las transiciones (estrechamiento o expansiones de la corriente) codos vaacutelvulas y en toda clase de accesorios de tuberiacutea Si la conduccioacuten es larga como en oleoductos o gaseoductos las perdidas secundarias tienen poca importancia pudiendo a veces despreciarse o bien se tienen en cuenta al final sumando un 5 al 10 por ciento de las perdidas principaleshalladas

PERDIDAS SECUNDARIAS

Llamadas tambieacuten perdidas menores son aquellas caiacutedas o perdidas de presioacuten que se producen cuando el flujo atraviesa una vaacutelvula codos cambio de seccioacuten en la tuberiacutea (contraccioacuten o expansioacuten) etc Las peacuterdidas secundarias se evaluacutean mediante la siguiente relacioacuten hs= Ktimes(V22g) Donde K= constante de perdida por accesorio V= velocidad media del fluido

Longitud Equivalente

Es aquella longitud de tuberiacutea que ocasionariacutea las mismas peacuterdidas que alguacuten accesorio

Ktimes(V22g) = ftimes(LeqD)times (V22g) Leq = (Kf)timesD

Diaacutemetro Equivalente

Es el diaacutemetro de una tuberiacutea de seccioacuten circular que ha igual de caudal longitud y fluido generan la misma caiacuteda de presioacuten que otra tuberiacutea de seccioacuten no circular

Accesorios Los accesorios se utilizan en las conducciones de las tuberiacuteas en donde estas pueden sufrir un cambio de direccioacuten estrechamientos ensanchamientos ramificaciones en fin todo lo que sea necesario para el proceso Existen accesorios muy diversos cuyos diaacutemetros y roscas coinciden con los nominales de las tuberiacuteas comerciales pudiendo ser estas macho o hembra Existen combinaciones de accesorios en los que el cambio de direccioacuten estrechamiento ensanchamiento ramificacioacuten etc estaacuten presentes e inclusive hay acoplamientos y uniones los cuales no ofrecen un cambio en la resistencia del flujo Es importante mencionar tambieacuten que las tuberiacuteas estaacuten sometidas a variaciones de temperatura lo que lleva a que el material se dilate y se requieran utilizar juntas de expansioacuten con empaquetadura fuelles o manguitos de metal flexible

Vaacutelvulas Las vaacutelvulas se consideran como accesorios que sirven para regular un flujo y que sirven para aislar equipos o tuberiacuteas para su mantenimiento El disentildeo de una vaacutelvula debe evitar deformaciones asiacute como cambios de presioacuten y temperatura para que estos no establezcan una mala alineacioacuten en las superficies de sellado Existen dos grandes grupos de vaacutelvulas - Las de corte de flujo en donde sus dos posiciones extremas (totalmente abiertas y totalmente cerradas) es su funcioacuten principal - Vaacutelvulas de regulacioacuten en donde su funcioacuten principal es poder regular el flujo de acuerdo con las necesidades del proceso

Vaacutelvulas de Mariposa Debido a que este tipo de vaacutelvulas es relativamente pequentildeo no consiste un problema el acomodarlos en la liacutenea del proceso Los asientos elaacutesticos anillos de pistoacuten sobre el disco inclinacioacuten del vaacutestago son algunos de los meacutetodos mediante los cuales se puede obtener un sellado relativamente hermeacutetico sin un excesivo desgaste en los asientos al igual que sin un esfuerzo operacional de torsioacuten grande Las vaacutelvulas pequentildeas que se utilizan manualmente tienen un dispositivo de enclavamiento en la llave por otro lado las vaacutelvulas mayores que operan manualmente requieren de un engranaje de gusano en el vaacutestago todo esto debido a que la distribucioacuten de presioacuten del fluido tiende a cerrar este tipo de vaacutelvulas

Tes Las tes pueden ser formadas en friacuteo o en caliente vaciadas y forjadas en tramos cortos de tuberiacutea El producir un gran nuacutemero de tes que necesiten los tamantildeos exactos de las conexiones

extremas no resulta econoacutemica Lo normal es que las tes que se encuentran del mismo tamantildeo sean las dos conexiones extremas La conexioacuten bifurcada puede ser del mismo tamantildeo que las conexiones anteriores o de uno dos o tres tamantildeos menores Las conexiones bifurcadas suelen ser las maacutes econoacutemicas que las tes principalmente cuando la razoacuten respecto al tramo es chica

Codos de 45 y 90deg La principal funcioacuten de los codos consiste en cambiar la direccioacuten de la tuberiacutea Los codos pueden ser de 45 o 90deg con radio de cualquier tamantildeo y pueden darse con reduccioacuten simultaacutenea El flujo que se encuentra en las curvas y en los codos es maacutes turbulento que el que se encuentra en los tubos rectos ocasionando un aumento en la corrosioacuten y la erosioacuten Una manera de disminuir esto es tener una pared maacutes gruesa un contorno interior maacutes liso o un tubo con mayor radio de curvatura Estas alternativas no son utilizadas frecuentemente debido a que emplearlas resulta costoso En la mayoriacutea de los casos los codos presentan escasa peacuterdida de carga Los codos se forman a partir del vaciado forjado o conformacioacuten en caliente o friacuteo con trozos cortados de tuberiacutea o pedazos de tuberiacutea cortados a inglete y soldados

Manguitos La funcioacuten principal de los manguitos es el unir dos tramos rectos de tuberiacutea La clasificacioacuten de este accesorio depende de las roscas de sus extremos y de alliacute se denomina doble hembra doble macho macho-hembra y con reduccioacuten

Tubo de retorno Su funcioacuten es la de dar un giro de 180 grado a la direccioacuten de la tuberiacutea Generalmente se unen por bridas por roscas o por uniones soldadas prefiriendo generalmente las de rosca

Procedimiento Experimental

Poner en operacioacuten la bomba de forma que el fluido recorra la toma designado tener el manoacutemetro diferencial previamente nivelado y proceder a tomar los valores en cada tramo Tomar el valor para el caudal que seraacute el empleado para los caacutelculos tomar los valores para las alturas desde un nivel de referencia cualquiera tomar los valores de longitud en cada zona de la tuberiacutea libre de accesorios Las peacuterdidas de accesorios de tuberiacutea

1048729Codos

1048729Vaacutelvulas

1048729Tes

Se determinan mediante la siguiente ecuacioacuten

Donde K= coeficiente de peacuterdida secundaria V= vel De diaacutemetro menor

El k se pude determinar de distintas maneras

1 Mediante tablas encontradas en los textos pues el k variacutea para cada tipo de accesorio

2 Si hay una contraccioacuten se puede determinar mediante la siguiente ecuacioacuten

Tambieacuten se puede hallar las peacuterdidas de cargas secundarias mediante las graacuteficas de los distintos accesorios a utilizarse mediante la ECUACION GENERAL DE PERDIDA TOTAL

Se calculara el Caudal y la velocidad del sistemaSe calculara por separado los accesorios calculado las longitudes perdidas por si diaacutemetro Por uacuteltimo se obtendraacute las perdidas primarias y secundarias va ser igual a las perdidas de Rozamiento

sumHt = +

Caacutelculos Graficas y Tablas

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga

Ktimes(V22g) = ftimes(LeqD)times (V22g) Leq = (Kf)timesD

Diaacutemetro Equivalente

Es el diaacutemetro de una tuberiacutea de seccioacuten circular que ha igual de caudal longitud y fluido generan la misma caiacuteda de presioacuten que otra tuberiacutea de seccioacuten no circular

Accesorios Los accesorios se utilizan en las conducciones de las tuberiacuteas en donde estas pueden sufrir un cambio de direccioacuten estrechamientos ensanchamientos ramificaciones en fin todo lo que sea necesario para el proceso Existen accesorios muy diversos cuyos diaacutemetros y roscas coinciden con los nominales de las tuberiacuteas comerciales pudiendo ser estas macho o hembra Existen combinaciones de accesorios en los que el cambio de direccioacuten estrechamiento ensanchamiento ramificacioacuten etc estaacuten presentes e inclusive hay acoplamientos y uniones los cuales no ofrecen un cambio en la resistencia del flujo Es importante mencionar tambieacuten que las tuberiacuteas estaacuten sometidas a variaciones de temperatura lo que lleva a que el material se dilate y se requieran utilizar juntas de expansioacuten con empaquetadura fuelles o manguitos de metal flexible

Vaacutelvulas Las vaacutelvulas se consideran como accesorios que sirven para regular un flujo y que sirven para aislar equipos o tuberiacuteas para su mantenimiento El disentildeo de una vaacutelvula debe evitar deformaciones asiacute como cambios de presioacuten y temperatura para que estos no establezcan una mala alineacioacuten en las superficies de sellado Existen dos grandes grupos de vaacutelvulas - Las de corte de flujo en donde sus dos posiciones extremas (totalmente abiertas y totalmente cerradas) es su funcioacuten principal - Vaacutelvulas de regulacioacuten en donde su funcioacuten principal es poder regular el flujo de acuerdo con las necesidades del proceso

Vaacutelvulas de Mariposa Debido a que este tipo de vaacutelvulas es relativamente pequentildeo no consiste un problema el acomodarlos en la liacutenea del proceso Los asientos elaacutesticos anillos de pistoacuten sobre el disco inclinacioacuten del vaacutestago son algunos de los meacutetodos mediante los cuales se puede obtener un sellado relativamente hermeacutetico sin un excesivo desgaste en los asientos al igual que sin un esfuerzo operacional de torsioacuten grande Las vaacutelvulas pequentildeas que se utilizan manualmente tienen un dispositivo de enclavamiento en la llave por otro lado las vaacutelvulas mayores que operan manualmente requieren de un engranaje de gusano en el vaacutestago todo esto debido a que la distribucioacuten de presioacuten del fluido tiende a cerrar este tipo de vaacutelvulas

Tes Las tes pueden ser formadas en friacuteo o en caliente vaciadas y forjadas en tramos cortos de tuberiacutea El producir un gran nuacutemero de tes que necesiten los tamantildeos exactos de las conexiones

extremas no resulta econoacutemica Lo normal es que las tes que se encuentran del mismo tamantildeo sean las dos conexiones extremas La conexioacuten bifurcada puede ser del mismo tamantildeo que las conexiones anteriores o de uno dos o tres tamantildeos menores Las conexiones bifurcadas suelen ser las maacutes econoacutemicas que las tes principalmente cuando la razoacuten respecto al tramo es chica

Codos de 45 y 90deg La principal funcioacuten de los codos consiste en cambiar la direccioacuten de la tuberiacutea Los codos pueden ser de 45 o 90deg con radio de cualquier tamantildeo y pueden darse con reduccioacuten simultaacutenea El flujo que se encuentra en las curvas y en los codos es maacutes turbulento que el que se encuentra en los tubos rectos ocasionando un aumento en la corrosioacuten y la erosioacuten Una manera de disminuir esto es tener una pared maacutes gruesa un contorno interior maacutes liso o un tubo con mayor radio de curvatura Estas alternativas no son utilizadas frecuentemente debido a que emplearlas resulta costoso En la mayoriacutea de los casos los codos presentan escasa peacuterdida de carga Los codos se forman a partir del vaciado forjado o conformacioacuten en caliente o friacuteo con trozos cortados de tuberiacutea o pedazos de tuberiacutea cortados a inglete y soldados

Manguitos La funcioacuten principal de los manguitos es el unir dos tramos rectos de tuberiacutea La clasificacioacuten de este accesorio depende de las roscas de sus extremos y de alliacute se denomina doble hembra doble macho macho-hembra y con reduccioacuten

Tubo de retorno Su funcioacuten es la de dar un giro de 180 grado a la direccioacuten de la tuberiacutea Generalmente se unen por bridas por roscas o por uniones soldadas prefiriendo generalmente las de rosca

Procedimiento Experimental

Poner en operacioacuten la bomba de forma que el fluido recorra la toma designado tener el manoacutemetro diferencial previamente nivelado y proceder a tomar los valores en cada tramo Tomar el valor para el caudal que seraacute el empleado para los caacutelculos tomar los valores para las alturas desde un nivel de referencia cualquiera tomar los valores de longitud en cada zona de la tuberiacutea libre de accesorios Las peacuterdidas de accesorios de tuberiacutea

1048729Codos

1048729Vaacutelvulas

1048729Tes

Se determinan mediante la siguiente ecuacioacuten

Donde K= coeficiente de peacuterdida secundaria V= vel De diaacutemetro menor

El k se pude determinar de distintas maneras

1 Mediante tablas encontradas en los textos pues el k variacutea para cada tipo de accesorio

2 Si hay una contraccioacuten se puede determinar mediante la siguiente ecuacioacuten

Tambieacuten se puede hallar las peacuterdidas de cargas secundarias mediante las graacuteficas de los distintos accesorios a utilizarse mediante la ECUACION GENERAL DE PERDIDA TOTAL

Se calculara el Caudal y la velocidad del sistemaSe calculara por separado los accesorios calculado las longitudes perdidas por si diaacutemetro Por uacuteltimo se obtendraacute las perdidas primarias y secundarias va ser igual a las perdidas de Rozamiento

sumHt = +

Caacutelculos Graficas y Tablas

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga

extremas no resulta econoacutemica Lo normal es que las tes que se encuentran del mismo tamantildeo sean las dos conexiones extremas La conexioacuten bifurcada puede ser del mismo tamantildeo que las conexiones anteriores o de uno dos o tres tamantildeos menores Las conexiones bifurcadas suelen ser las maacutes econoacutemicas que las tes principalmente cuando la razoacuten respecto al tramo es chica

Codos de 45 y 90deg La principal funcioacuten de los codos consiste en cambiar la direccioacuten de la tuberiacutea Los codos pueden ser de 45 o 90deg con radio de cualquier tamantildeo y pueden darse con reduccioacuten simultaacutenea El flujo que se encuentra en las curvas y en los codos es maacutes turbulento que el que se encuentra en los tubos rectos ocasionando un aumento en la corrosioacuten y la erosioacuten Una manera de disminuir esto es tener una pared maacutes gruesa un contorno interior maacutes liso o un tubo con mayor radio de curvatura Estas alternativas no son utilizadas frecuentemente debido a que emplearlas resulta costoso En la mayoriacutea de los casos los codos presentan escasa peacuterdida de carga Los codos se forman a partir del vaciado forjado o conformacioacuten en caliente o friacuteo con trozos cortados de tuberiacutea o pedazos de tuberiacutea cortados a inglete y soldados

Manguitos La funcioacuten principal de los manguitos es el unir dos tramos rectos de tuberiacutea La clasificacioacuten de este accesorio depende de las roscas de sus extremos y de alliacute se denomina doble hembra doble macho macho-hembra y con reduccioacuten

Tubo de retorno Su funcioacuten es la de dar un giro de 180 grado a la direccioacuten de la tuberiacutea Generalmente se unen por bridas por roscas o por uniones soldadas prefiriendo generalmente las de rosca

Procedimiento Experimental

Poner en operacioacuten la bomba de forma que el fluido recorra la toma designado tener el manoacutemetro diferencial previamente nivelado y proceder a tomar los valores en cada tramo Tomar el valor para el caudal que seraacute el empleado para los caacutelculos tomar los valores para las alturas desde un nivel de referencia cualquiera tomar los valores de longitud en cada zona de la tuberiacutea libre de accesorios Las peacuterdidas de accesorios de tuberiacutea

1048729Codos

1048729Vaacutelvulas

1048729Tes

Se determinan mediante la siguiente ecuacioacuten

Donde K= coeficiente de peacuterdida secundaria V= vel De diaacutemetro menor

El k se pude determinar de distintas maneras

1 Mediante tablas encontradas en los textos pues el k variacutea para cada tipo de accesorio

2 Si hay una contraccioacuten se puede determinar mediante la siguiente ecuacioacuten

Tambieacuten se puede hallar las peacuterdidas de cargas secundarias mediante las graacuteficas de los distintos accesorios a utilizarse mediante la ECUACION GENERAL DE PERDIDA TOTAL

Se calculara el Caudal y la velocidad del sistemaSe calculara por separado los accesorios calculado las longitudes perdidas por si diaacutemetro Por uacuteltimo se obtendraacute las perdidas primarias y secundarias va ser igual a las perdidas de Rozamiento

sumHt = +

Caacutelculos Graficas y Tablas

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga

Donde K= coeficiente de peacuterdida secundaria V= vel De diaacutemetro menor

El k se pude determinar de distintas maneras

1 Mediante tablas encontradas en los textos pues el k variacutea para cada tipo de accesorio

2 Si hay una contraccioacuten se puede determinar mediante la siguiente ecuacioacuten

Tambieacuten se puede hallar las peacuterdidas de cargas secundarias mediante las graacuteficas de los distintos accesorios a utilizarse mediante la ECUACION GENERAL DE PERDIDA TOTAL

Se calculara el Caudal y la velocidad del sistemaSe calculara por separado los accesorios calculado las longitudes perdidas por si diaacutemetro Por uacuteltimo se obtendraacute las perdidas primarias y secundarias va ser igual a las perdidas de Rozamiento

sumHt = +

Caacutelculos Graficas y Tablas

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga

Caacutelculos Graficas y Tablas

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga

Conclusiones

Las perdidas secundarias no deben despreciarse en el caso de tramos cortos con accesorios porque tienen un valor comparable o incluso superior al de la perdida primaria en ese tramo

Las perdidas secundarias se pueden calcular ya sea usando los coeficientes de rozamiento de los accesorios o las longitudes equivalentes de estos

Se verifico gran proximidad entre los valores de las perdidas secundarias hallados con los coeficientes de rozamiento y los hallados usando las longitudes equivalentes

Se observa una diferencia en los resultados (entre las peacuterdidas de carga secundarias en los tramos sentildealados y la diferencia de presiones) debido a que los datos teacutecnicos parten de generalizaciones que no se ajustan a cada caso

Mientras mayor sea el nuacutemero de accesorios en liacutenea mayor seraacute la perdida de carga