Perdidas en accesorios

Introducción

El flujo de fluidos a través de tuberías siempre está acompañado por el rozamiento de las partículas del fluido entre sí, y por la fricción que el fluido experimenta al estar en contacto con las paredes rugosas internas del tubo por el cual es transportado, generalmente las tuberías están sujetas mediante la unión de una serie de accesorios, los cuales dan origen a ensanchamientos o contracciones, que dependiendo del tipo de tubería  pueden ser bruscas o suaves, siendo estas últimas las que producen menor pérdida de carga.

Objetivo

Determinar el coeficiente de fricción en tres accesorios y comparar con datos teóricos.

Material

Banco de pruebas

Cronometro

Descripción del Experimento

1.- En el banco de pruebas identificamos la tubería sobre la cual se trabajaría y se verificarían que las demás llaves estuvieran cerradas así como también las llaves del medidor de presión.

2.- Se puso a funcionar el banco de pruebas y se esperó un momento a que se estabilizara el flujo y que no hubiera tanto aire en la tubería con el propósito de tener una mejor lectura, posteriormente se trabajó con la válvula de compuerta con esta se hicieron 4 mediciones diferentes en la cual se tomó la válvula totalmente abierta con la cual se abrieron las llaves del medidor de presión y se veía el cambio de presión y se dejaba llenar la tina 5 litros y el tiempo que tardaba en llenarse, se tomaron 3 veces el tiempo que tardaba en llenar 5 litros esto se repitió j pero cerrando la válvula a ¾, ½ y ¼.

3.- ¨Para el uso de la válvula de globo se utilizó el mismo volumen sin embargo al ser un dispositivo diferente se utilizó en tres fases las cuales fueron totalmente abierta a 2/3 y 1/3.

4.- Para el codo por tener un cambio de presión muy pequeño se utilizó un manómetro de agua para poder encontrar el cambio de presión y solo se pudo hacer una lectura debido a las condiciones del equipo.

Datos

Válvula de compuerta

Evento Volumen (l) Tiempo (s) Presión (mmHg)

1 5 15.48 252 5 16.27 253 5 16.49 254 5 17.63 355 5 17.70 356 5 17.52 357 5 18.88 848 5 17.28 849 5 17.85 8410 5 17.71 18211 5 19.26 18212 5 19.10 182

Válvula de globo

Evento Volumen (l) Tiempo (s) Presión (mmHg)

1 5 14.53 2602 5 16.01 2603 5 15.50 2604 5 16.43 2705 5 16.23 2706 5 16.29 2707 5 15.42 3108 5 16.02 3109 5 15.89 310

Codo

Evento Volumen (l) Tiempo (s) Presión (mmH2O)

1 5 17.03 1902 5 17.52 1903 5 15.75 190

Cálculos

Válvula de compuerta

Conversión de litros a m3

1m3=1000(l) 1m3∗5l1000 (l )

=5 (l ) 0.005m3=5( l)

Conversión de presión

760mmHg=1atm=101325 pa

25 (mmHg )∗101325 pa760mmHg

=25(mmHg) 3333.06 pa=25 (mmHg)

Hp=∆ Ppg

Hp=3333.06

(1000)(9.81) Hp=0.34

Calculo de Q real

Q=⩝t

Q=0.005(m3)16.08(s)

Q=0.00031m3

s

Calculo de V

v= 4Q

π D2 v=4∗0.00031

π ¿0.0172 v=1.37

Calculo de K

k=2gh

v2 k=2∗9.81∗0.34

1.372 k=3.55

Válvula de globo

Conversión de litros a m3

1m3=1000(l) 1m3∗5l1000 (l )

=5 (l ) 0.005m3=5( l)

Conversión de presión

760mmHg=1atm=101325 pa

260 (mmHg )∗101325 pa760mmHg

=260(mmHg) 34663.82 pa=260(mmHg)

Hp=∆ Ppg

Hp=34663.82

(1000)(9.81) Hp=3.53

Calculo de Q real

Q=⩝t

Q=0.005(m3)15.35(s)

Q=0.00033m3

s

Calculo de V

v= 4Q

π D2 v=4∗0.00033

π ¿0.0172 v=1.44

Calculo de K

k=2gh

v2 k=2∗9.81∗3.53

1.442 k=33.65

Codo

Conversión de litros a m3

1m3=1000(l) 1m3∗5l1000 (l )

=5 (l ) 0.005m3=5( l)

Conversión de presión

1mmH2O=9.80665 pa

190 (mmH 2O )∗9.80665 pa

1mmH 2O=19 0(mmHg) 1863.26 pa=190(mmH 2O)

Hp=∆ Ppg

Hp=1863.26

(1000)(9.81) Hp=0.19

Calculo de Q real

Q=⩝t

Q=0.005(m3)16.77(s)

Q=0.0003m3

s

Calculo de V

v= 4Q

π D2 v=4∗0.0003

π ¿0.0172 v=1.31

Calculo de K

k=2gh

v2 k=2∗9.81∗0.19

1.312 k=2.16

Resultados

Válvula de compuerta

Q real Hp V K exp. K teo. % error 0.00031 0.34 1.37 3.550.00028 0.48 1.25 5.970.00028 1.14 1.22 14.960.00027 2.47 1.18 34.93

Válvula de globo

Q real Hp V K exp. K teo. % error0.00033 3.53 1.44 33.650.00031 3.67 1.35 39.500.00032 4.21 1.40 42.40

Codo

Q real Hp V K K teo. % error0.00030 0.19 1.31 2.16

Conclusiones

El objetivo se cumplió sin embargo considero que el

Bibliografía

Mecánica de Fluidos

Irving H. Shames

3ra edición Mc Graw Hill, 1995

Mecanica de Fluidos fundamentos y aplicaciones

Yunes A. Cengel Jhon M. Cimbala

México D.F 2006

Mc Graw Hill