8/10/2019 Pérdida de Carga en Tuberías y Accesorios.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/perdida-de-carga-en-tuberias-y-accesoriospdf 1/5

Pérdida de Carga en Tuberías y Accesorios

En esta práctica vamos a emplear un circuito de tuberías que presenta diferentessituaciones reales en las que hay pérdida de carga debido a diferentes aspectos, y eso es

lo que pretendemos estudiar.La pérdida de carga responde a la desviación del comportamiento de un fluido respectoal modelo ideal, debido a que hay una pérdida de energía a lo largo del movimiento. Seconsidera que un fluido es ideal si podemos despreciar los términos de una ecuación queson derivados de los fenómenos de transporte: en definitiva los que provienen de laconductividad térmica y la viscosidad. Para estos fluidos se considera que se cumple laEcuación de Bernouilli que, sin embargo, hay que corregir mediante un términoentálpico cuando hablamos de fluidos reales:

Este término entálpico es lo que se conoce como pérdidas de carga entre dos seccionesdefinidas.Se distingue entre pérdidas de carga primarias cuando hablamos de un tramo recto detubería y secundarias si hay fenómenos más complejos como cambios de sección,curvas… Las relaciones que debemos emplear son las siguientes:

Que será válida cuando nos encontremos en flujo laminar

El coeficiente de fricción se puede hallar empleando el Diagrama de Moody,relacionándolo con otras magnitudes mediante la expresión:

Para las pérdidas de carga secundarias se suele emplear el coeficiente K:

Para realizar la práctica empleamos un panel en el que había instalados dos circuitos detuberías que presentan diferentes situaciones. En el circuito de color claro nosencontramos con un tramo recto de tubería, un ensanchamiento y una contracción de lasección, curvas de diferentes radios y una válvula de bola. En el circuito de color oscuronos encontramos con otro tramo recto, una válvula de compuerta, un codo a 90° y uninglete. Cada uno de estos accidentes tiene una serie de tomas que nos permiten calcularla pérdida de carga que le hacen tener al conducto.

Para llevar a cabo la práctica seguimos los siguientes pasos:

8/10/2019 Pérdida de Carga en Tuberías y Accesorios.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/perdida-de-carga-en-tuberias-y-accesoriospdf 2/5

1) Abrimos la entrada de agua al conducto y la válvula de entrada al circuito quequeremos estudiar.

2) Seleccionamos el caudal para el que queremos realizar el estudio3) Apuntamos los valores de diferencia de alturas que muestran los tubos de la instalación.4) Cerrar la válvula de entrada al circuito seleccionado y, sin tocar la medida del caudal,

abrir la otra.5) Repetimos el experimento para los dos circuitos con diferentes caudales.

Los resultados que obtuvimos en el laboratorio para los diferentes caudales han sido:

Caudal A B C D E F G H J K

L/min mmH2O

mmH2O

mmH2O

mmHg

mmH2O

mmH2O

mmH2O

mmH2O

mmH2O

mmHg

4 25 40 30 280 -0,5 20 25 25 25 315

6

45

85

80

240

-0,5

35

55

50

55

285

8 75 145 110 200 -1 70 85 80 85 245

10 110 225 175 145 -1,5 105 130 120 130 200

12 160 325 245 75 -2 155 285 190 185 330

Siendo la correspondencia entre las tomas y los casos estudiados:

A Tubería RectaB IngleteC Codo a 90°D Válvula de CompuertaE Ensanchamiento de la SecciónF Contracción de la SecciónG Curva de radio cortoH Curva de radio medioJ Curva de radio largoK Válvula de bola

En el laboratorio obtuvimos los siguientes resultados al conectar el circuito:

Caudal A B C D

L/min mm H 2O mm H 2O mm H 2O mm Hg 4 25 40 30 280 6 45 85 80 240 8 75 145 110 200

10 110 225 175 145 12 160 325 245 75

Caudal E F G H J K L/min mm H 2O mm H 2O mm H 2O mm H 2O mm H 2O mm Hg

8/10/2019 Pérdida de Carga en Tuberías y Accesorios.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/perdida-de-carga-en-tuberias-y-accesoriospdf 3/5

4 -0,5 20 25 25 25 315 6 -0,5 35 55 50 55 285 8 -1 70 85 80 85 245

10 -1,5 105 130 120 130 200 12 -2 155 285 190 185 330

Al observar los resultados hay una anomalía que salta a la vista con claridad, y es que latoma E da valores negativos y no tiene sentido para un valor de pérdida de carga. Siobservamos más detenidamente, hay otra cosa que llama la atención y es que ambasválvulas reducen su pérdida de carga a medida que aumentamos el caudal, por tantotrataremos este caso de manera independiente.Para calcular el coeficiente de pérdida de carga primaria necesitamos realizar unarepresentación gráfica de ∆hlp frente a Q 2L/2gπ 2D5:

Para la ecuación

Y para nuestro caso f=E-4.Ahora procedemos a calcular las K de las pérdidas secundarias, para lo que necesitamosrepresentar ∆h ls frente a Q 2/2gπ 2D4:

8/10/2019 Pérdida de Carga en Tuberías y Accesorios.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/perdida-de-carga-en-tuberias-y-accesoriospdf 4/5

Identificando coeficientes de la ecuación

Elemento K Codo 90° 0,0115

Contracción A 0,0071Curva Corta 0,0113Curva Media 0,0085Curva Larga 0,0086

Inglete 0,0151

Los datos obtenidos, en general, son buenos y se ajustan a lo esperado, a excepción dela Curva Corta, que ofrece un valor de K más alto que las Curvas Media y Larga, y no

8/10/2019 Pérdida de Carga en Tuberías y Accesorios.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/perdida-de-carga-en-tuberias-y-accesoriospdf 5/5

debería ser así. Además observamos que su valor de R 2 es mucho más pequeño que losdemás, lo cual sugiere que la recta no ofrece un buen ajuste.Observando los valores podemos concluir que los elementos que mayor pérdida decarga secundaria tienen son los codos a 90° y sobre todo los ingletes. El resto deelementos presentan valores similares.

Las curvas para las válvulas presentan la siguiente forma:

Lo cual carece de sentido ya que la pérdida de carga secundaria va disminuyendo enlugar de aumentar y además el valor ofrecido para Q=0 no es cero.