manual de prácticas_mecánica de fluidos

Unidad: Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos

Edición Fecha de Edición No. 1 SEP/2014

Departamento: Ingeniería Petrolera

Materia: Mecánica de Fluidos

MANUAL DE PRÁCTICAS BASADO EN COMPETENCIAS

MATERIA: MECÁNICA DE FLUIDOS.

CARRERA: INGENIERÍA PETROLERA.

CLAVE DE LA ASIGNATURA: PED-1019

SATCA: 2 - 3 - 5

SEMESTRE: CUARTO.

ELABORADO POR: ING. KARINA SASTRÉ ANTONIO

Revisión Autorización

H. Academia de

Ingeniería Petrolera

Jefe de División de

Ing. Eduardo Oliverio Ruíz González





ÍNDICE DE PRÁCTICAS

No. de

Práctica

Nombre de la práctica Página

N° 1

Conocimiento del Reglamento de Laboratorio de

Ingenierías Bioquímica y Química.

4

N° 2

Determinaciones de Viscosidad de Fluidos

Newtonianos y No Newtonianos.

12

N° 3

Determinación de La Densidad de un Fluido. 17

N° 4 Presión De Un Fluido En Reposo. 21

N° 5 Experimento de Osborne Reynolds 27

N° 6 Determinación Experimental de Pérdidas por

Fricción en Tuberías y Accesorios.

31





PRESENTACIÓN

El presente manual tiene como finalidad que los estudiantes obtengan datos de muestras de fluidos

para la toma de decisiones relacionadas con el desarrollo del yacimiento en estudio.

Durante el desarrollo de la materia se realizaran una serie de ejercicios que le permitan al estudiante

conocer una diversidad de comportamientos de los fluidos de control.

Como parte del manual de prácticas se desarrollaran cada una de estas de la siguiente forma. :

En la primera práctica se conocerán el reglamento del laboratorio donde se llevarán a cabo las

prácticas.

En la segunda y tercera práctica se abordan las propiedades principales de los fluidos, las cuales son

densidad y viscosidad.

La cuarta práctica permite al alumno aprender a determinar la presión de los fluidos en reposo por

medio de manómetros de tubo en “U”.

Práctica número cinco, el alumno conocerá el comportamiento de los fluidos a diferentes velocidades

y aprenderá a determinar su clasificación en base a los datos obtenidos en el experimento.

Las pérdidas de energía por fricción serán determinadas en la práctica número seis, tomando en

cuenta los diferentes materiales de los cuáles están construidas las tuberías y los accesorios.





COMPETENCIAS A DESARROLLAR.

Competencias específicas Competencias genéricas

. Uso de los modelos matemáticos y principios de mecánica de fluidos para operar equipo de medición de presión y de aforos, así como la utilización de los principios en el cálculo de perdidas de presión durante el flujo para poder operar o seleccionar equipo de bombeo.

Competencias instrumentales

Capacidad de análisis, síntesis y abstracción.

Capacidad de comunicación oral y escrita.

Habilidad en el uso de tecnologías de información y comunicación.

Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas.

Capacidad para gestionar y formular proyectos.

Competencias interpersonales

Capacidad para trabajar en equipo.

Capacidad crítica y autocrítica.

Compromiso ético. Competencias sistémicas

Habilidades de investigación.

Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica.

Liderazgo.

Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad).

Iniciativa y espíritu emprendedor.

Búsqueda de logro.





Práctica No. 1.

Nombre de la práctica: Conocimiento del reglamento del laboratorio de Ingeniería Química y

Bioquímica.

1. Competencia específica a desarrollar.

El alumno conocerá los lineamientos por los cuales se regirá su conducta y actividad dentro del

laboratorio, necesarios para la realización de cada una de las prácticas de la materia Mecánica de

Fluidos.

2. Introducción.

El Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos, fundado en el año de 1999, cuenta

actualmente con un moderno Laboratorio de Ingeniería Bioquímica y Química el cual tiene como

objetivo principal la atención al alumno en la realización de las prácticas del docente, así mismo

atender las solicitudes de Proyectos Empresariales Estudiantiles y prestar servicios externos a las

dependencias que los soliciten.

Por lo anterior se hace necesario el trabajo en equipo, armonía y respeto en el desarrollo de

nuestras actividades dentro del Laboratorio, obteniendo así la calidad y exactitud en los resultados y

por ende la certificación de nuestro Laboratorio.

El presente reglamento tiene como fin lograr los resultados antes mencionados. Es por ello que

se pide analizar y poner en práctica los lineamientos aquí indicados, así como el estatuto escolar del

Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos, del Estado de Veracruz.





3. Materiales, Equipos y Reactivos.

MATERIAL EQUIPOS REACTIVOS

NA NA NA

4. Procedimiento.

HORARIO

1. El horario para la realización de las prácticas de las asignaturas del ciclo escolar estará sujeto

a la carga horario oficial designada por el Jefe de División responsable del Laboratorio

2. No se realizarán prácticas fuera del horario establecido. Excepto cuando se requiera preparar

material y/o reactivo, en cuyo caso debe de estar presente el Docente responsable de la

asignatura. Para este caso debe considerarse disponibilidad de horario, de área y de equipos.

3. No se harán reposiciones de prácticas, excepto cuando la práctica no se realice por cuestiones

ajenas al Docente (suspensión de clases, falta de reactivo, comisión del Docente, etc.) se podrá

reprogramar la práctica para el final de las prácticas programadas – previamente- en el Formato

para la Planeación de Curso y Avance Programático (ITESCOAC-PO-003-01).

4. Los laboratorios destinados a la docencia estarán disponibles de lunes a sábado (dependiendo del horario del Laboratorio). Cuando se trate de clases teóricas sólo se verificará que los alumnos porten el uniforme completo, no es necesario aplicar los puntos 1- 8, 10 y 12, marcados en el apartado de Seguridad, aplicable al alumno.

5. El Docente será responsable de entregar a los alumnos una copia del Manual de Prácticas

(véase nota 2). Y pasará lista a la hora estipulada, para iniciar con la práctica en el Laboratorio.

El Docente, Vigilante y/o Laboratorista, no permitirán el acceso a los alumnos después de 10

minutos de iniciado el módulo de práctica. Se tomará como iniciada la sesión según el horario

estipulado en el Horario de Laboratorio. Véase nota 1.

6. El Docente deberá llenar el Formato de Resguardo y Seguridad de Instalaciones (ITESCOAC-

FO-005) con un tiempo mínimo previo de 24 horas y recibirá del Laboratorista el Formato de

Registro de Asistencia para Alumnos (ITESCO-AC-FO-009), así como las hojas de seguridad

correspondientes a los reactivos que utilizará durante la práctica. Al término de la práctica,

deberá completar el llenado del Formato de Resguardo y Seguridad de Instalaciones (ITESCO-

AC-FO-005) ya que de no ser así no se tomará la asistencia del Docente.

7. El Docente deberá entregar al Laboratorista, en el día y hora de la práctica de la asignatura

programada, el Formato de Registro de Asistencia para Alumnos (ITESCO-AC-FO-009) con la

información allí solicitada.

Nota 1: En estos casos, la tolerancia de hora de entrada quedará a criterio del Docente.

Nota 2: La práctica No. 1 obligatoria para cada docente será: Conocimiento del Reglamento de Laboratorio.





LIMPIEZA

El docente es responsable de vigilar que:

1. El alumno presente –en cada práctica- sus utensilios para limpieza de materiales, tales como:

jabón y franela.

2. Las mesas, vertederos y áreas de trabajo se encuentren limpias y secas al terminar la práctica.

Será responsabilidad del laboratorista realizar una verificación, antes y después de la práctica,

en presencia del docente.

3. En el área 9 (Alimentos) los materiales y equipo, mesas y canaleta, deberán quedar en

condiciones asépticas para la realización de prácticas posteriores.

4. Todo residuo generado deberá eliminarse en el recipiente correspondiente para desechos, o en

los depósitos para basura (ver sección de Seguridad). Deberá solicitar al Laboratorista el

recipiente y será vaciado el desecho en presencia del Docente.

5. Las balanzas granatarias y analíticas, microscopios, baños maría, parrillas, así como cualquier

otro instrumento que se emplee para la realización de las prácticas deberán quedar limpios, así

como el área donde se encuentren ubicados. Cualquier material que tenga que ser esterilizado

deberá colocarse en el lugar que se asigne para este fin.

6. Todos los alumnos cumplan con las reglas de higiene y seguridad dentro del laboratorio.

MATERIAL Y EQUIPO.

1. El alumno deberá solicitar la totalidad del material a utilizar dentro de los 15 minutos

siguientes a su entrada programada. Para esto deberá entregar al Laboratorista el vale con

la lista de materiales y reactivos que utilizará para el desarrollo de la práctica (Véase Nota 1).

En el caso de que el alumno requiriera algún material adicional deberá esperar a que el

Laboratorista haya atendido al resto del grupo, sin exceder los siguientes 30 minutos al inicio

de su entrada programada.

a) El alumno entregará el material 10 minutos antes de finalizar la práctica.

b) El material deberá entregarse limpio y seco, completo y en buen estado.

2. En el vale que entregue el alumno para solicitar el material deberán quedar claramente

especificadas las características de éste y deberá venir acompañado de la credencial de la

escuela, de uno de los integrantes del equipo.

3. El alumno deberá verificar, al entregar su equipo y materiales, que el Laboratorista cancele en

su vale el material entregado y solicitará le sea devuelta su credencial al haber devuelto todo lo

que le fue otorgado.

4. Todo material sobrante y que pertenece al Laboratorio correspondiente deberá entregarse al

Laboratorista, para que éste sea registrado a la vista del alumno.

5. En caso que se adeude material, el Laboratorista deberá anotar los nombres de todos los integrantes del equipo, en presencia del responsable del equipo y deberá ser firmado de





enterado. El material de reposición, deberá ser de la capacidad, calidad y características del que se dañó o extravió.

6. El plazo máximo para la reposición del material, será de 8 días. En caso de incumplimiento, la

cantidad del material adeudado se duplicará. Cuando no se reponga el material al término del

semestre en el que se registró el adeudo, no se firmará la forma de “NO ADEUDO AL

LABORATORIO” y el alumno no podrá reinscribirse en el siguiente semestre, hasta que cubra

el adeudo.

7. Si el alumno olvida algún material en el área de trabajo, no será responsabilidad del

LABORATORISTA ó de algún compañero entregarlo.

8. El alumno y/o docente deberá solicitar la bitácora del equipo al laboratorista y será responsable

del buen funcionamiento de éstos. Si el alumno detecta un mal funcionamiento en algún equipo,

será responsable de reportarlo en el momento al Docente y anotar las observaciones en el

formato de Bitácoras de utilización de Equipos (ITESCO-AC-FO-007). Por otro lado, si causa

algún daño en el equipo o material, deberá sustituirlo con las mismas características o pagar

por su reparación (Véase Nota 2).

9. El Docente comunicará al Laboratorista del turno correspondiente el mal funcionamiento de los

equipos detectados y registrará sus observaciones en las Bitácoras de utilización de Equipos

(ITESCO-AC-FO-007).

10. Los equipos solo podrán moverse de las áreas asignadas con previa autorización escrita del

Jefe de División responsable del Laboratorio.

Nota 1: El docente deberá solicitar el material, reactivos y equipos que utilizará para el desarrollo de la práctica haciendo uso del Formato de Resguardo y Seguridad de Instalaciones (ITESCO-AC-FO005) Nota 2: Los docentes solicitarán al Laboratorista los instructivos de operación de los equipos y serán responsables de proporcionarlos –previos a la realización de la práctica- a los alumnos para su conocimiento.

11. Después de terminada la sesión, el docente deberá:

a) Revisar y cerrar llaves de paso (gas, agua y aire), extractores, estufas, mesas de trabajo

y desconectar equipos que pudiera dañarse por efectos de cambio de voltaje.

b) Notificar al encargado del almacén sobre fallas, rupturas o descomposturas de equipos

o materiales.

c) Notificar al Laboratorista que la práctica ha finalizado para que pueda hacer la revisión

del área.

d) Permanecer en el área hasta que el laboratorista haya concluido la revisión

correspondiente.

12. Los vales de solicitud de equipo y material que presenten los alumnos de otros laboratorios y/o

especialidad, deberán venir debidamente autorizados por el instructor o maestro con su nombre

y firma, previamente autorizados por el Jefe de División responsable del Laboratorio. En ellos

deberá venir especificada claramente la fecha de devolución. Véase nota.





13. En caso de que el usuario (docente de laboratorio, Asesor de tesis, Asesor de residencias

profesionales, Asesor de prácticas profesionales o de servicio externo) requiera algún reactivo

que tenga un costo considerable y rebase la cantidad en existencia del cálculo de

abastecimiento de laboratorio, cubrirá los consumibles requeridos para sus prácticas. (Véase

Nota 3)

14. Los tesistas, residentes, servidores sociales, practicantes profesionales y cualquier persona que

haga uso del laboratorio, material y equipo del mismo, respetarán el presente reglamento así

como las siguientes condiciones:

a) Los tesistas, residentes, practicantes profesionales deberán presentar su cronograma de

actividades y, conforme a este les será asignado su horario.

b) Con el fin de lograr un mejor aprovechamiento del equipo o material que usarán varios

tesistas, éste se asignará al Asesor de tesis y estará disponible para las personas que lo

usarán de acuerdo a su cronograma de trabajo entregado al Jefe de División responsable

del Laboratorio.

c) Los equipos y materiales que se utilizan regularmente en prácticas de laboratorio estarán

en reserva permanente en el almacén y solo se prestará a los tesistas cuando no estén

siendo ocupados en prácticas programadas.

d) Los tesistas, residentes, practicantes profesionales no podrán permanecer en el área de

almacén ni podrán hacer uso de los equipos de cómputo que se encuentran en el almacén.

e) Los tesistas, residentes, practicantes profesionales no podrán hacer uso de los equipos

ni material de laboratorio si no se encuentra presente su asesor asignado por la academia

correspondiente.

Nota 3: En el caso de requerimiento de reactivos para uso de congresos, semana académica y talleres extemporáneos; será asumido el costo por el responsable de la actividad. *Nota: Para el caso en el que el Laboratorio proporcione servicio a personas ajenas a la Institución, éste deberá entregar su credencial vigente del IFE, a manera de resguardo y seguridad del material prestado.

SEGURIDAD.

El docente deberá:

1. Solicitar al Laboratorista las Hojas de Seguridad de los reactivos a ocupar durante la realización

de las prácticas planeadas en el semestre, con el objetivo de que el alumno conozca los riesgos

y las medidas de seguridad que se debe tener en caso de algún derrame o incidente al

manipularlos.

2. Solicitar al Laboratorista los Bidones correspondientes para el desecho de residuos. En base a

la NOM-052 y 054 de SEMARNAT- 1993.

3. Señalar e indicar las rutas de evacuación así como también los puntos de reunión en caso de

contingencia, que corresponden al edificio de Laboratorio

4. Indicar la localización de los extintores con los que cuenta el laboratorio.





El alumno deberá:

1. El tiempo que dure su práctica- portar bata blanca de algodón manga larga abotonada y lentes

de seguridad de mica transparente sin color. (Nota 1).

2. Cuando se manejen sustancias marcadas con etiqueta roja, deberá usar mascarilla para solventes. Además, deberá usar la campana extractora de gases. Para la eliminación de residuos se deberán depositar en los contenedores señalados para ese efecto. (Nota 2).

3. En el área 9 (de alimentos), deberán portar guantes, cubrebocas y gorro (cofia).

4. No portar accesorios tales como aretes, pulseras, anillos, reloj, etc. ya que son piezas metálicas

o de material de plástico que podrían provocar algún accidente.

5. Portar debidamente el uniforme oficial que consiste en: camisa oficial y pantalón verde o beige,

(no playeras tipo polo, pants, pantalón pesquero o faldas). Únicamente por disposición de la

Dirección General del Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos, los días viernes se

permitirá el uso de pantalón de mezclilla (azul) y la playera del capitulado de la carrera

correspondiente. Tampoco deberá utilizar gorras dentro del Laboratorio.

6. Permanecer con el cabello recogido durante el tiempo que se realice la práctica, para evitar que pueda engancharse en equipos. Para los varones es obligatorio presentar el cabello corto.

7. Presentar uñas cortas y sin pintar. Esto también aplica a los varones

8. Cumplir con los siguientes Requisitos de calzado:

a) Ser completamente cerrados (hasta el empeine).

b) De tacón bajo (No: tenis, zapatillas, sandalias, botas ni zapato de tela).

9. El vigilante tiene la obligación y responsabilidad de informar al Responsable del laboratorio presente acerca de los alumnos que no porten el uniforme completo.

10. Durante el desarrollo de las prácticas no se permitirá la visita de personas ajenas a la asignatura

a menos que tengan algún asunto expreso autorizado por el Jefe de División responsable del

Laboratorio.

11. No podrá permanecer en el Laboratorio, persona que no se encuentre realizando prácticas de

Laboratorio. (Véase Nota 3)

12. Queda estrictamente prohibido fumar, comer, o tomar líquidos (refrescos, yogurth, licuados,

etc.) dentro del laboratorio.

Nota 1: Aun sí usa lentes de contacto o anteojos deberá usar lentes de seguridad sobrepuestos. Nota 2: Las alumnas que se encuentren en estado de gravidez, es obligatorio que utilicen mascarilla con filtro para

solventes.

Nota 3: Para una mejora en la atención a los usuarios que ingresen a laboratorio, el vigilante proveerá de gafetes que

identifiquen a los alumnos que acudan a las oficinas de los jefes de carrera, realicen recorridos dentro de las

instalaciones (Marcado como Visitantes) y aquellos alumnos que realizan tesis profesional, residencia o servicio social.





13. Para toda persona que solicité usar Los Laboratorios de Ingenierías Bioquímica y Química y

Laboratorio de Ciencias Básicas, deberá hacer la solicitud por medio de un oficio que contenga

la siguiente información:

a. Dirigido al Responsable de Laboratorios

b. Institución de procedencia

c. Actividad específica a realizar

d. Cronograma de actividades

e. Relación de equipos y materiales que utilizará

f. Especificar si requiere de asistencia para el uso de equipos

g. Nombre y firma del usuario

14. Ninguna persona podrá realizar algún experimento que no esté autorizado previamente por los

docentes y avalado por el Jefe de División responsable del Laboratorio.

15. Cualquier conducta inadecuada dentro del Laboratorio será sancionada, según el Estatuto

Escolar del Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos, del Estado de Veracruz. Capítulo

IV de la disciplina escolar, del artículo 115 al 123. Estas conductas incluyen desorden, uso de

lenguaje ofensivo y otros que puedan afectar al desempeño adecuado de la práctica en curso.

16. El estudiante que no cuente con servicio médico por parte de alguna Institución, deberá acudir

al Departamento de Enfermería, a solicitar incorporación al Instituto Mexicano del Seguro Social.

Según el Capítulo VI Del Servicio Médico, Del Estatuto Escolar Del Instituto Tecnológico

Superior De Coatzacoalcos, Del Estado De Veracruz.

Autorización.

Q.F.B Ángel David Sánchez Jadra Ing. Elizabeth Nolasco González

Jefe de División de Ingeniería Bioquímica Subdirector Académico

Responsable del Laboratorio.

M. C. Ricardo Orozco Alor

Director General

Fecha de Autorización: Febrero 2014.





5. Cuestionario.

1. Menciones 5 puntos muy importantes de éste reglamento.

2. Escribe la diferencia entre Accidente, Incidente y Acto Inseguro.

3. Escribe por lo menos 3 actos inseguros que debes evitar realizar en el laboratorio.

4. Localiza condiciones inseguras dentro del laboratorio y sugiere como arreglarlas.

5. Realice un diagrama del laboratorio y localice los extintores, rutas de evacuación,

regaderas y lava ojos.

6. Referencias Bibliográficas.

Handley William. Manual de Seguridad Industrial. Mc Graw Hill. México.

Orozco Fernando D. Análisis Químico Cuantitativo. Editorial Porrúa. México.

Reglamento vigente del laboratorio de química.

Norma Mexicana NOM-005-STPS-1998.





Práctica No. 2.

Nombre de la práctica: Determinaciones de viscosidad de fluidos Newtonianos y no

Newtonianos.


Determinar la viscosidad de líquidos newtonianos y no newtonianos a diferentes temperaturas,

utilizando Viscosímetro de Embudo y el Viscosímetro de Flujo POLIVISCⓇ.

2. Introducción.

La viscosidad es una propiedad asociada a la fricción o rozamiento interno de las sustancias

que fluyen. Se mide fácilmente en las condiciones de flujo laminar. El flujo laminar es el que puede

considerarse formado por delgadas láminas que fluyen unas sobre otras a velocidades diferentes.

Cuando el flujo no sigue este esquema se llama turbulento.

También ocurre flujo laminar cuando fluyen por tubos los fluidos a velocidades moderadas. La

capa fina del fluido en contacto con la pared es probablemente estacionaria; la capa siguiente fluye

lentamente y la capa adyacente con mayor rapidez. El fluido corre entonces como si consistiera en

muchos cilindros concéntricos, cada uno de los cuales se mueve con velocidad constante, que

aumenta de la pared al centro del tubo.

En el estado estacionario, es preciso aplicar una fuerza para conservar el movimiento. Donde

la fuerza por unidad de área es proporcional a la disminución de la velocidad con la distancia. La

constante de proporcionalidad corresponde la viscosidad del fluido y puede expresarse como:

𝐹

𝐴= 𝜇

𝑑𝑣𝑥

𝑑𝑦

o también:

𝜏𝑥𝑦 = 𝜇𝑑𝑣𝑥

𝑑𝑦





En otras palabras, la fuerza de cizalla por unidad de área es proporcional al gradiente negativo

de la velocidad local. Lo anterior se conoce como ley de viscosidad de Newton y los fluidos que la

cumplen se denominan fluidos newtonianos. La experiencia demuestra que existen algunos fluidos

que no se comportan de acuerdo con la ecuación anterior, a estas substancias se les conoce como

fluidos no newtonianos.

La viscosidad y la resistencia de gel son medidas que están relacionadas a las propiedades de

flujo de los fluidos. El viscosímetro de embudo Marsh se ha usado por muchos años para obtener una

indicación de la viscosidad relativa de los fluidos de perforación. Este viscosímetro esta calibrado para

descargar un flujo de 946ml de agua dulce a una temperatura de 70 +/- 5°F (21 +/- 3°C) en 26 +/- 0.5

segundos.

El embudo Marsh es un simple dispositivo usado para la rápida medida rutinaria de la viscosidad

del fluido. Este es un excelente indicador de los cambio en las propiedades de los fluidos de

perforación. El embudo Marsh tiene una forma cónica, un diámetro superior de 6 pulgadas (152 mm)

y 12 pulgadas (305 mm) de largo, con una capacidad de 1500 cm3. Una malla 12 mesh cubre la mitad

de la parte superior y está diseñada para remover cualquier material extraña y cuttings presentes en

el fluido. El fluido se descarga a través de un orificio fijo que está en la parte inferior del embudo y que

mide 2 pulg. (50.8 mm) por 3/16pulg. (4.7mm).

Los viscosímetros rotacionales son útiles en un amplio intervalo de viscosidades y

particularmente valiosos para el estudio de sistemas no newtonianos. Normalmente se emplean se

emplean para valores superiores a 50 poises, aunque su uso es satisfactorio aun en los gases. Para

trabajos de mayor precisión (superior a 0.1 %), su diseño y construcción se hacen difíciles sin embargo,

para trabajos de rutina en los cuales la precisión es menos esencial, su uso es satisfactorio por su

sencillez y comodidad.

El diseño de estos viscosímetros permite realizar experimentos relativamente sencillos y de

interpretación bastante directa.

En esta práctica usaremos el viscosímetro de flujo POLYVISC® que se utiliza para la

determinación de la viscosidad en productos diversos, se recomienda consultar el manual de

operación.





3. Material, Equipos y Reactivos

MATERIAL EQUIPOS REACTIVOS 1 Vaso ppdos. 1000 ml 1 Viscosímetro Marsh Agua

1 Termómetro 1 Viscosímetro Polyvisc 500 gr Cal

1 Vasos de ppdos. 250 ml 1 Kit de spines 500 gr Cemento

1 Agitador de vidrio 1 Parrilla eléctrica

1 Espátula 1 Balanza Granataria

1 Pinza para crisol

1 Cuba para Baño María

4. Procedimiento.

Formando el lodo.

1.- Disolver el material en un vaso de precipitados y formar 1000 ml de lodo

2.- Anotar la cantidad de agua agregada.

3.- Medir la temperatura de la mezcla.

Embudo Marsh. Procedimiento de Calibración.

1.- Tapar el extremo del embudo con un dedo y verter agua limpia a través del tamiz hasta que el nivel

coincida con la base del tamiz.

2.- Sostener firme y recto el embudo sobre el vaso graduado con indicación de ¼ de galón.

3.- Retirar el dedo del extremo y medir con un cronometro en tiempo que tomo en escurrir ¼ de galón

de agua a través del embudo. Este tiempo debe ser de 26 segundos que es la viscosidad embudo del

agua.

Medición.

1.- Mantenga el embudo en posición vertical hacia arriba tapando el orificio de salida con el dedo.

2.- Vierta una muestra de lodo fresco para ser ensayado a través de la malla hasta que el nivel del

fluido alcance la parte inferior de la malla.

3.- Remueva el dedo de la salida y comience a medir el tiempo con un cronometro. Usando el vaso de

precipitados graduado, mida el tiempo para que el fluido llene el nivel indicado que es de ¼ Gal (946

ml).

4.- Mida la temperatura.





5.- Reportar el tiempo como viscosidad de embudo MARSH, el tiempo que tarde para que ¼ de galón

de la muestra salga por el embudo.

6.- Limpie y seque completamente el embudo y el vaso después de cada uso.

Viscosímetro Rotatorio.

1. Encienda el POLYVISC® con el interruptor de potencia que se encuentra en la parte trasera.

2. Nivele el equipo con el nivel de burbuja ubicado en la parte trasera del equipo.

3. Seleccione el eje adecuado para la medición e insértelo en el equipo.

4. En el menú seleccione el eje correspondiente y las revoluciones por minuto de la prueba.

5. En un vaso de 250 ml vierta el fluido correspondiente y verifique que el nivel sea el adecuado (observe la

marca del eje y compárelo con el nivel). Para valores consistentes, siempre llene para la misma cantidad y

conserve el POLYVISC lo más nivelado posible.

6. Cuando mida a temperaturas diferentes a la ambiente, utilice un baño maría para mantener la temperatura

constante.

7. Al introducir el eje en el líquido, verifique que el disco del eje no tenga burbujas.

8. Repita la lectura 3 veces, verificando que los valores de viscosidad no sean inferiores al 15 % del límite

superior del rango de medición seleccionado (ver tabla del manual).

9. Anota en la tabla los datos correspondientes:

DATOS OBTENIDOS.

Embudo Marsh

MUESTRA VOLÚMEN

(ml)

TIEMPO 1

(sg)

TIEMPO 2

(sg)

TIEMPO 3

(sg)

VISCOSIDAD

PROMEDIO (ml/sg)

AGUA

CAL

CEMENTO

Viscosímetro Polyvisc.

MUESTRA rpm R2 R3 R4 R5 R6 R7

cP % cP % cP % cP % cP % cP %

CAL

CEMENTO





5. Cuestionario.

1. ¿Cuál es el efecto de la temperatura sobre la viscosidad?

2. Explique ¿porqué los valores obtenidos de viscosidad varían con el tipo de eje y las rpm empelados?

3. ¿Cuál es la diferencia entre un fluido newtoniano y no newtoniano?

4. ¿Describa de manera sintética (no más de 7 líneas) otros tipos de viscosímetros (Cannon-Fenske,

cilindros coaxiales, MacMichael, Stormer)

6. Referencias bibliográficas.

R.B. Bird, (1987). Fenómenos de Transporte. 2ª edición. México: Editorial Reverté. Kinematica AG.

Manual de operaciones del viscosímetro POLYVISCⓇ

Manual del Ingeniero Químico, Ed. Mc Graw-Hill





Práctica No. 3.

Nombre de la práctica: Determinación de la densidad de un fluido.


Medir la densidad de líquidos a diferentes temperaturas y presión local, mediante el empleo

de diferentes instrumentos.

2. Introducción.

Definición de densidad absoluta: La densidad o densidad absoluta es la magnitud que

expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional

es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en g/cm3. La

densidad es una magnitud intensiva.

𝜌 =𝑚

𝑣

𝜌 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑣 = 𝑣𝑜𝑙ú𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑢𝑒𝑟𝑝𝑜

Definición de gravedad específica: Relación entre la densidad de una sustancia y la de otra,

tomada como patrón, generalmente para sólidos y líquidos se emplea el agua destilada y para

gases, el aire o el hidrógeno. También llamada peso específico. La gravedad específica es una

medida relativa de la densidad de un elemento y dependerá de la concentración de masa por

unidad de volumen de cada elemento. Dicha concentración de masa estará afectada por la

estructura tridimensional molecular y número másico de los átomos. Medición de densidad La

densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtención indirecta de la

densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad.

La masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse

determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el

desplazamiento de un líquido, entre otros métodos.

Entre los instrumentos más comunes para la medida de densidades tenemos:

El densímetro, que permite la medida directa de la densidad de un líquido

El picnómetro, que permite la medida precisa de la densidad de sólidos, líquidos y

gases (picnómetro de gas).





La balanza para lodos, que permite medir la densidad (peso) de lodo, cemento u otro

líquido o lechada.

La balanza de Mohr (variante de balanza hidrostática), que permite la medida precisa

de la densidad de líquidos.

Otra posibilidad para determinar las densidades de líquidos y gases es utilizar un

instrumento digital basado en el principio del tubo en U oscilante.

Variables que influyen en la densidad son el peso del objeto y el volumen que ocupa en el

espacio, también llega a influir la presión ambiental y la temperatura, debido a que estos dos últimos

pueden llegar a variar el volumen del objeto. Es muy fácil alterar la densidad de un gas, o incluso

de un líquido, simplemente aumentando la presión (reduciendo el volumen) a la que estén

sometidos, pero es complicado cambiar la densidad de un sólido.


MATERIAL EQUIPOS REACTIVOS 1 Probeta 250 ml 1 Balanza para lodos 250 gr Cal

1 Vaso de ppdos. 500 ml 1 Densímetro 1200-1400 u otros

250 gr Cemento

1 Agitador de vidrio 1 Balanza granataria

1 Vidrio de reloj grande 1 Parrilla eléctrica

1 Termómetro

1 Espátula

4. Procedimiento.

Formando el lodo.

1.- Colocar los 250 gr de material en un vaso de precipitados de 500 ml

2.- Agregar agua, humedecer hasta formar una mezcla lodosa.

3.- Anotar la cantidad de agua agregada.

4.- Medir la temperatura de la mezcla.





Densidad por diferencia de peso.

1.- Pesar la probeta de 250 ml y anotarlo.

2.- Tomar una muestra del lodo y agregarlo a la probeta, que llegue a la marca de los 50 ml

3.- Pesar nuevamente la probeta y por diferencia calcular el peso del lodo.

4.- Con los datos obtenidos realizar el cálculo de la densidad.

5.- Repetir el Procedimiento con los otros materiales.

Densímetro.

1.- Introducir el densímetro dentro de la probeta de 250 ml con la muestra.

2.- Girar ligeramente el densímetro.

2.- Una vez estabilizado, realizar la lectura.

Balanza para Lodos.

1.- Se llena la copa de fluido teniendo mucho cuidado de no entrampar aire. 2.- Se coloca la tapa, el fluido remanente sale por el orificio de la tapa, se lava y se seca la balanza, y luego se coloca en el pedestal del equilibrio. 3.- Con el contrapeso deslizable se equilibra la balanza hasta que la burbuja quede en el centro del visor. 4.- Se procede a la lectura de la densidad según la escala escogida. Nota: La calibración de la balanza se hace con agua destilada a 20ºC, cuyo valor debe ser de 1g/cc (8.34 LPG)

Nota: En ninguno de los procedimientos se debe desechar la muestra, regresarla al vaso de 500 ml.

Cambio de temperatura.

1.- Colocar el resto de la muestra en la parrilla eléctrica y calentar.

2.- Cuando la temperatura del lodo suba 5°C en relación a la temperatura inicial, tomar una

muestra.

3.- Repetir el Procedimiento de la balanza para lodos.

4.- Repetir los pazos 2 y 3 para tres temperaturas diferentes.





DATOS OBTENIDOS.

MATERIAL TEMPERATURA POR DIFERENCIA DE PESO DENSIMETRO

DEL LODO °C m ____ v ___ _____ UNIDAD_________

CAL

CEMENTO

MATERIAL BALANZA PARA LODOS

DEL LODO T °C ___ T °C ___ T °C ___ T °C ___

CAL CEMENTO

5. CUESTIONARIO.

1) Defina y explique las diferencias entre: densidad, densidad relativa, peso específico y peso

específico relativo.

2) Cuáles son las unidades más comunes utilizadas al expresar los valores de densidad?

3) Investigar sobre la dependencia de la densidad de los líquidos con la temperatura.


Mott, Robert. Mecánica De Fluidos. Editorial Addison- Wesley Iberoamericana

Mickel Y Grotch. Física Para Ciencias E Ingeniería. Editorial Harla.

Fritz Ullmann. Enciclopedia De Química Industrial.





Práctica No. 4.

Nombre de la práctica: Presión de un Fluido en Reposo.


Determinar la densidad relativa de un líquido empleando un manómetro en “U”.

Determinar la presión absoluta y manométrica del aire en un recipiente cerrado.

2. Introducción.

Las propiedades del yacimiento son determinadas por las pruebas de pozos, usando

mediciones de dos variables, tasa de producción y presión del mismo.

Se introduce un disturbio o perturbación en el yacimiento, cambiando una de las dos

variables (generalmente la tasa de flujo) y se registran sus efectos sobre la otra variable (presión).

La forma característica del comportamiento de la presión en función del tiempo refleja las

propiedades del yacimiento.

Las pruebas de presiones sirven para:

Obtener características y/o propiedades del yacimiento, como lo son:

- Presión estática del yacimiento.

- Permeabilidad.

Estimar parámetros adicionales de flujo, tales como:

- Comunicación entre pozos.

- Límites del yacimiento (fallas, fracturas).

- Daño de formación.

Uno de los métodos más sencillos utilizados para determinar densidades relativas de

líquidos inmiscibles es el del tubo en “U”. Este tubo consiste simplemente de un tubo de vidrio o

plástico transparente doblado en forma de U. Como se observa en el diagrama más adelante, se

cumple la igualdad de las presiones en ambos brazos, donde:

1gh1=2gh2





donde g es la gravedad, ρ1 y ρ2 son las densidades de los líquidos inmiscibles, colocados en cada

brazo del tubo y con alturas correspondientes h1 y h2 (ver diagrama ). De esta forma, midiendo

solamente las alturas de los líquidos en el tubo, podemos determinar la densidad de un líquido

respecto a otro. Una variante de las aplicaciones del tubo en “U” es su utilización como un

manómetro, el cual se utiliza para determinar la presión de un líquido o gas respecto a la presión

atmosférica.

Los fluidos alcanzan una configuración de equilibrio de la que resulta fácil deducir la presión absoluta

en el depósito: resulta:

donde ρm= densidad del líquido manométrico. ρ = densidad del fluido contenido en el depósito.

Si la densidad de dicho fluido es muy inferior a la del líquido manométrico, en la mayoría de los

casos podemos despreciar el término ρgd, y tenemos:


MATERIAL EQUIPOS REACTIVOS 1mt Tubo de vidrio o

manguera transparente

(=1 cm)

1 Balanza granataria 100 ml Agua

2 Vasos de ppdos. 100 ml 1 Mechero Bunsen 90 ml Aceite para auto, (2 tipos

1 Jeringa de 10 ml Diferentes)

1 Pipeta de 10 ml Azul de Metileno

2 Reglas de 30 cm

3 cm Manguera Latex

1 Par de guantes de Lona ó tela gruesa

4. Procedimiento.

Primera Parte

Con ayuda del mechero Bunsen, caliente por la parte central el tubo de vidrio y dóblelo

formando una U, utilice los guantes de seguridad.





1-. Mida cuidadosamente la densidad del aceite que usará, mediante la probeta, calculando la masa

de 60, 70 y 80 ml. Con las tres mediciones obtenga la densidad promedio.

2-. Verifique que el tubo en “U” esté limpio y seco.

3-. Mediante la pipeta vierta agua en el tubo en el tubo en “U”, hasta que llegue hasta la mitad de

los tubos de vidrio.

4-. Enseguida, con la pipeta agregue aceite por el otro brazo del tubo hasta que este alcance unos

10 centímetros de altura en el tubo. Observe si las superficies de los líquidos en ambos brazos del

tubo en “U” se encuentran al mismo nivel.

5-. Con la regla mida la altura de la columna de aceite y la altura de la columna de agua en el otro

brazo del tubo, a partir de la prolongación del nivel de la superficie de separación aceite-agua,

como se indica en el diagrama.

6-. Agregue tanto aceite como para que la columna del mismo se incremente en 5 centímetros y

vuelva a realizar las mediciones indicadas en el paso 5.

7-. Agregue otra cantidad similar a la indicada en el paso 5 y realice las mediciones indicadas en

el paso 5.

8-. Siga agregando aceite hasta agotar la altura del tubo en U o hasta que la regla lo permita.

9-. Trate de obtener al menos 5 mediciones, regulando la cantidad de aceite que se vierte al tubo.

Si agregar 5 cm de aceite no permite obtener tal cantidad de mediciones, disminuya un poco dicha

cantidad.

10-. Anote los resultados en la tabla 1.

Resultado (primera parte):

1. Calcule la presión en los puntos a y b (ver diagrama) usando las parejas de alturas medidas en

cada paso. No tome en cuenta la presión atmosférica, ya que ésta no influye por ser igual para





ambas columnas. Use la densidad del aceite calculada en la sección anterior, y la del agua (tome

la densidad estándar).

2. Obtenga la diferencia absoluta de ambas presiones.

3. Calcule la diferencia promedio de ambas presiones.

aceite= agua=

TABLA 1

MEDIDA 𝒉𝒂 𝒉𝒃 𝒑𝒂 𝒑𝒃 𝒑 = |𝒑𝒂−𝒑𝒃|

1

2

3

4

5

6

7

8

Diferencia Promedio

Segunda Parte.

1. Vierta aproximadamente 100 mililitros de agua en el vaso de precipitados y agréguele un poco

de colorante. (Ver diagrama).

2. Vacíe el agua coloreada al manómetro hasta que alcance la mitad del manómetro.

3. Colóquele a la jeringa el pedazo de manguera latex.

4. Hunda el émbolo de la jeringa hasta la marca de 6 mililitros.

5. Enseguida, coloque la jeringa en uno de los tubos del manómetro.

6. Bajo esas condiciones, saque lentamente el émbolo de la jeringa hasta la marca de 7 mililitros

aproximadamente y observe que pasó con el líquido manométrico ¿cómo es la presión del aire en

la jeringa respecto a la presión atmosférica?

7. Mida la diferencia de alturas entre los niveles del agua en ambos brazos.

8. A continuación coloque el émbolo en la marca de los 8 mililitros y mida la diferencia de alturas.

9. Repita la operación del paso anterior para cuando el émbolo marca 9 y luego para 10 ml,

midiendo en cada caso la diferencia de altura que se produce.

10. Ahora coloque el émbolo en la marca de 4 mililitros y observe qué sucede con el líquido

manométrico ¿cómo es la presión del aire encerrado en la jeringa respecto a la presión

atmosférica? Mida la diferencia de altura entre los niveles del líquido en ambos brazos.

11. Posicione sucesivamente el émbolo en la marca de los 3, 2 y 1 y 0 mililitros y en cada caso

mida la diferencia de altura. Si el líquido manométrico asciende demasiado, realice las mediciones

hasta donde le sea posible.





12. Con la diferencia de altura calcule la presión manométrica y absoluta del aire encerrado en la

jeringa.

13. Anote los datos de altura y presión en la tabla la tabla 2.

14. Obtenga una gráfica de la presión como función de las diferencias de altura. Utilizando las

herramientas computacionales para la regresión lineal, ajuste sus resultados para determinar la

relación entre de la presión y de las diferencias de alturas.

Resultado (segunda parte).

Para los cálculos que realice tome la presión atmosférica igual a 100 kPa y la densidad del agua

como 1 Kg/m3

TABLA 2

MEDIDA H P (Manométrica) P (Absoluta)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10





5. Procedimiento.

1. A partir de observar el comportamiento de dos sustancias inmiscibles en el tubo “U” ¿es

posible saber cual es más denso y cual es menos denso? Explique.

2. En general ¿cómo son las presiones en los punto a y b (ver diagrama), comparativamente?

¿La diferencia promedio obtenida es pequeña o grande respecto a los valores de presión en

dichos puntos?

3. ¿Cuáles son las condiciones para que, en un fluido en reposo, dos puntos se encuentren a la

misma presión?

4. ¿Cómo es la presión del aire encerrado en la jeringa conforme se va expandiendo y hundiendo

el émbolo?

5. ¿A qué se debe el comportamiento del aire en el caso anterior? Explique.

6. En el experimento de la jeringa. ¿Qué hubiera sucedido si en vez de agua, se usa mercurio

como líquido manométrico?

7. En qué casos es conveniente usar mercurio como líquido manométrico y en cuales un líquido

menos denso?

8. En la gráfica de la presión respecto a la altura, para el experimento de la jeringa. ¿Encuentra la

similitud con la ley de Boyle para los gases ideales? Explique. ¿Podría graficar la presión del aire

encerrado en la jeringa respecto a los diferentes volúmenes obtenidos al recorrer el émbolo de la

jeringa?


R.B. Bird, (1987). Fenómenos de Transporte. 2ª edición. México: Editorial Reverté.

Mott, Robert L. Mecánica de los Fluidos Aplicada. Prentice – Hall

Manual del Ingeniero Químico, Ed. Mc Graw-Hill





Práctica No. 5.

Nombre de la práctica: Experimento de Osborne Reynolds.


Determinar el número de Reynolds y definir si un determinado fluido está en régimen laminar,

turbulento, o en la transición entre ambos regímenes.

2. Introducción.

Reynolds (1874) estudió las características de flujo de los fluidos inyectando un trazador

dentro de un líquido que fluía por una tubería. A velocidades bajas del líquido, el trazador se mueve

linealmente en la dirección axial. Sin embargo a mayores velocidades, las líneas del flujo del fluido

se desorganizan y el trazador se dispersa rápidamente después de su inyección en el líquido. El

flujo lineal se denomina Laminar y el flujo errático obtenido a mayores velocidades del líquido se

denomina Turbulento. Las características que condicionan el flujo laminar dependen de las

propiedades del líquido y de las dimensiones del flujo. Conforme aumenta el flujo másico aumentan

las fuerzas del momento o inercia, las cuales son contrarrestadas por la fricción o fuerzas viscosas

dentro del líquido que fluye. Cuando estas fuerzas opuestas alcanzan un cierto equilibrio se

producen cambios en las características del flujo. En base a los experimentos realizados por

Reynolds en 1874 se concluyó que las fuerzas del momento son función de la densidad, del

diámetro de la tubería y de la velocidad media. Además, la fricción o fuerza viscosa depende de la

viscosidad del líquido. Según dicho análisis, el Número de Reynolds se definió como la relación

existente entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas (o de razonamiento).

El número de Reynolds proporciona una indicación de la perdida de energía causada por

efectos viscosos. Observando la ecuación anterior, cuando las fuerzas viscosas tienen un efecto

dominante en la pérdida de energía, el número de Reynolds es pequeño y el flujo se encuentra en

el régimen laminar, Si el número de Reynolds es 2100 o menor el flujo será laminar. Un numero de

Reynolds mayor de 10 000 indican que las fuerzas viscosas influyen poco en la perdida de energía

y el flujo es turbulento.






MATERIAL EQUIPOS REACTIVOS 2 mt Manguera de plástico

transparente (1 in Di) 1 Cronómetro Colorante

2 Válvulas de paso de PVC con rosca interior

1 Flexómetro Agua

4 Niples de PVC para válvulas

1 Tuerca para niple

1 Rollo cinta teflón

1 Cegueta

1 Garrafón 20 lt

1 Jeringa de 10 ml

1 Probeta 250 ml

4. Procedimiento.

1. Armar el equipo de acuerdo al diagrama.

2. Colocar la manguera sobre una base plana.

3. Introducir a la manguera una jeringa con solución fuerte (Colorante).

4. Abrir la válvula No. 1 por completo y dejar que se llene la manguera.

5. Abrir la válvula No. 2 en primera posición.

6. Introducir al caudal el colorante de la jeringa. Observar.

7. Realizar la medición del flujo volumétrico con la probeta.

8. Realizar el procedimiento tres veces

9. Repetir los pasos del 1 al 6 para la posición 2 y 3.

10. Realizar las anotaciones y el llenado de tablas.





Recabe los siguientes datos.

Pruebas 1 2 3

Longitud de manguera Diámetro de la manguera Volumen del recipiente para líquido Tiempo en que se obtiene el líquido por

cada recorrido

Densidad del agua a 20 ºC Viscosidad del agua a 20 ºC:

Calcule el Número de Reynolds.

Donde:

V = Velocidad lineal (m/s)

D = Diámetro interno de la tubería (m)

= Densidad del fluido (kg/m3)

µ = Viscosidad del liquido (kg/m.seg)

Resultados.





5. Cuestionario.

1. ¿Qué importancia tiene definir el número de Reynolds para un determinado fluido?

2. ¿Qué es la reología y cuál es la relación con el número de Reynolds

3. ¿Cuál es la característica principal de un fluido Newtoniano y No newtoniano?

4. ¿Qué utilidad tienen los números adimensionales?


R.B. Bird, (1987). Fenómenos de Transporte. 2ª edición. México: Editorial Reverté.

Mott, Robert L. Mecánica de los Fluidos Aplicada. Prentice – Hall





Práctica No. 6.

Nombre de la práctica: Determinación experimental de pérdidas por fricción en

tuberías y accesorios.


Determinar las pérdidas por fricción en tuberías y accesorios.

2. Introducción.

Muchos problemas de mecánica de fluidos en ingeniería se relacionan con flujos en

conductos, entre algunos ejemplos podemos encontrar el bombeo de petróleo en tuberías, flujo de

agua en canales abiertos, extrusión de plásticos y flujo de fluidos a través de un filtro. Estos

problemas de flujo tratan generalmente de obtener la relación existente entre la caída de presión y

la velocidad volumétrica de flujo, así tenemos que si se conocen las distribuciones de velocidad y

presión en el sistema, se pueden encontrar las relaciones que se desean. Debido a que para

muchos sistemas que presentan gran interés en ingeniería no es posible calcular los perfiles de

velocidad y presión, hay que recurrir a otros métodos para encontrar la caída de presión en función

del caudal y la fuerza resistente en función de la velocidad. Para ello se utilizan algunos datos

experimentales de estas variables con el fin de construir gráficas o correlaciones que permitan

estimar el comportamiento de flujo de sistemas geométricamente semejantes. Para el

establecimiento de estas correlaciones conviene utilizar variables adimensionales. Empleando el

análisis dimensional para el tratamiento del flujo a través de conductos se obtienen los parámetros

importantes del flujo de un fluido incompresible en un tubo circular y de sección transversal

constante. Para un sistema como el representado en la figura 1, tenemos que las variables

importantes, así como sus expresiones dimensionales, aparecen en la tabla 1.





Las diferentes variables se combinan para obtener números adimensionales independientes

y de número de acuerdo al teorema de Buckingham. De esta manera la caída de presión en una

tubería puede caracterizarse mediante la ecuación:

Donde:

Número de Euler

Como la caída de presión se debe a la fricción del fluido, este parámetro se escribe, a menudo

reemplazando a ∆𝑝

𝜌 por

ℎ𝐿

𝑔 donde hL es la “pérdida de carga”, así tenemos:





𝑒

𝐷= la razón de la rugosidad del tubo al diámetro del mismo rugosidad relativa.

Los datos experimentales han demostrado que la pérdida de carga en flujos totalmente

desarrollados es directamente proporcional a la relación L/D. Entonces, esta relación puede omitirse

en la expresión funcional, dando como resultado:

La función , que varía con la rugosidad y el número de Reynolds, se designa por medio de f , es

el factor de fricción. Expresando la pérdida de carga en términos de f , se tiene:

Con el factor 2 del lado derecho, la ecuación anterior es la relación que define al factor de

fricción de Fanning. No existe una sola expresión que prediga los valores del factor de fricción de

Fanning para todos los patrones de flujo. La relación L/D, representa la longitud equivalente relativa

y es característica de cada uno de los accesorios, en la tabla 2 se presentan algunos valores de

L/D en accesorios.





De acuerdo con el principio de conservación de la energía, la energía total que entra al

sistema debe ser igual a la energía total que sale del sistema. La ecuación de Bernoulli, es un

medio de expresar la aplicación de la Ley de Conservación de la energía al flujo de fluidos

incompresibles en tuberías. Realizando un balance en los puntos 1 y 2 de la figura 1 se obtiene:

hL puede despreciarse siempre y cuando el sistema no presente cambios de energía interna. En

concordancia con lo anterior, el cambio de energía interna en un flujo permanente, adiabático e

incompresible se conoce también como la pérdida de la carga.


MATERIAL EQUIPOS REACTIVOS 1 Recipiente de 4 lt 1 Cronómetro Agua

1 Red de tuberías con diferentes diámetros y accesorios

1 Flexómetro

5 Manómetros 1 Vernier

1 Bomba

4. Procedimiento.

1. Para la red de tubería, se procede a medir la longitud, diferencia de altura si la hay y el diámetro

para cada tramo de tubería.

2. Encender la bomba y esperar de 2 a 3 minutos para estabilizar el flujo y proceder a realizar las

siguientes mediciones:

a) La caída de presión en cada unos de los accesorios (válvulas).

b) El flujo de descarga (con un recipiente y cronómetro) en la parte final de la red.

3. Variar la capacidad de la bomba si es posible y realizar todas las mediciones anteriores.





5. Cuestionario.

1. ¿Cuál es la expresión para determinar el Factor de Fanning para los patrones de flujo laminar,

transición y turbulento, tubo liso, rugoso?

2. Calcular las pérdidas por fricción en cada una de las secciones analizadas.

3. Realizar el diagrama de tuberías.


1. Geankoplis, 1982. Procesos de transporte y operaciones unitarias. Ed. Continental.

2. Welty, 2003. Transferencia de momento, calor y masa. Ed. Limusa.

3. Mott, Robert L. Mecánica de los Fluidos Aplicada. Prentice – Hall.

manual de prácticas_mecánica de fluidos

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