proyecto tuberias fluidos

7/23/2019 Proyecto Tuberias Fluidos

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LABORATORIO MECNICA DE FLUIDOSPROYECTO FINAL

DESARROLLO DE UNA RED DE TUBERAS PARA EL BANCO DE PRUEBAS DELLABORATORIO DE MECNICA DE FLUIDOS DE LA UPB BUCARAMANGA"

Integrantes: ANDREA ULIANA !ALENCIA SIL!AMARIA FERNANDA TARAONA AYALA

SERGIO ANDRES PRADAUAN SEBASTIAN GAMBINI!AN MAURICIO CANDELA

SANTIAGO C#RDOBA

UNI!ERSIDAD PONTIFICIA BOLI!ARIANASe$$%&na' B($ara)anga

*+,-


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INTRODUCCI#N

En el siguiente informe se abordar el desarrollo terico del diseo de una red de tuberasencaminado al estudio investigativo del comportamiento de las mismas. Se har hincapien las prdidas mayores y menores producto de los diferentes accesorios a utilizar, talescomo tubos enturi, pitot, vlvulas y codos, para la realizacin de un anlisis !uedemuestre cmo es posible optimizar cada recurso y a su vez nos permita la reduccin declculos innecesarios. Siendo el siguiente proyecto parte de la solucin e"perimentalasignada metodolgicamente, se abord tambin en mtodos alternos para la solucin dediversos problemas presentes durante el procedimiento.

#a construccin de la red de tuberas har parte del banco de pruebas del laboratorio demecnica de fluidos de la $%& &ucaramanga como fin 'nico de posteriores estudios porlos dems estudiantes.


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OBETI!OS

(isear una red de tuberas para visualizar el comportamiento hidrulico de stautilizando los implementos suministrados en el laboratorio de mecnica de fluidos.

$tilizar un accesorio como mnimo en el diseo de la red )*ubo venturi, %itot, vlvulas,codos+

aracterizar adecuadamente los distintos accesorios (eterminar el valor de presiones en distintos puntos ubicados estratgicamente en la

red, as como las prdidas mayores y menores de esta

MARCO TE#RICO.ANLISIS

,/ M0t&1&s 1e )e1%$%2n 1e' $a(1a'

El clculo del caudal de agua !ue recorre un con-unto de tuberas, !ue forman una red oun circuito, es importante para determinar las necesidades de energa !ue harn !ue elagua circule por ellas en las condiciones determinadas por el proyecto !ue se trate.

El con-unto de tuberas puede pertenecer a redes tanto en los edificios, como lade calefaccino la de agua corriente,como en la industria.

/otmetro0

$n caudalmetro de tal tipo consta de un tramo de medicin de forma cnica montado en

posicin vertical, por el !ue fluye l!uido desde ba-o hacia arriba.$n flotador de forma especial se mueve libremente en la corriente del l!uido, siendoarrastrado por la misma debido a su resistencia al flu-o. Se establece un e!uilibrio entre lafuerza del peso del flotador por una parte y su fuerza de resistencia y ascensional porotra.El flotador se sit'a en el tubo de medicin a una determinada altura dependiente delcaudal. (ebido al principio de funcionamiento, los mrgenes de medicin fiables de loscaudalmetros de flotador no comienzan nunca en cero, sino slo a un 12 3452 delvalor de medicin de final.El valor de medicin del caudal se lee siempre en el borde superior del flotador.El rotmetro es un medidor de rea variable !ue consta de un tubo transparente !ue se amplia y unmedidor de 6flotador6 )ms pesado !ue el l!uido+ el cual se desplaza hacia arriba por el flu-o ascendentede un fluido en la tubera. El tubo se encuentra graduado para leer directamente el caudal. #as ranuras enel flotador hacen !ue rote y, por consiguiente, !ue mantenga su posicin central en el tubo. Entre mayorsea el caudal, mayor es la altura !ue asume el flotador.

*ubo de %itot
http://es.wikipedia.org/wiki/Calefacci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Instalaci%C3%B3n_de_distribuci%C3%B3n_de_agua_en_edificioshttp://es.wikipedia.org/wiki/Instalaci%C3%B3n_de_distribuci%C3%B3n_de_agua_en_edificioshttp://es.wikipedia.org/wiki/Instalaci%C3%B3n_de_distribuci%C3%B3n_de_agua_en_edificioshttp://es.wikipedia.org/wiki/Calefacci%C3%B3n


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on el tubo de %itot se miden tanto la presin esttica como la presin total. (e la

diferencia de estos dos valores resulta la presin dinmica Pdyn

En base a la diferencia de presin se puede determinar el flu-o volumtrico para unaseccin de flu-o dada.

Vmax=2pdyn

7ultiplicando la velocidad de flu-o media v por la seccin de paso 8 se calcula el flu-o

volumtrico V cal

V cal AVmax0.84

*ubo de enturi

El tubo de enturi cuenta tambin entre los dispositivos estranguladores. En l, elestrechamiento de la seccin del tubo est dividido en tres reas distintas. #a entradae!uivale a una bo!uilla o tobera, a continuacin sigue una parte recta y luego viene un

difusor con un ngulo de ensanchamiento definido.

#a prdida de la presin p entre la seccin de tubo normal AD antes de la entrada

y la parte recta estrechada del trayecto A d es considerablemente menor !ue la !ue se

produce en el diafragma o la bo!uilla.#as relaciones de presin !ue se encuentran en el tubo de enturi cumplen la ley de&ernoulli. 8nlogamente al caso del diafragma y de la bo!uilla, de esta ley resulta la

siguiente relacin entre la diferencia de presin p )captada a travs de los empalmes

de medicin+ y el caudal volumtrico V .

V=A d2 p

=k p

En dnde: 9ndice de caudal, sin dimensiones


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: 9ndice de e"pansin, sin dimensiones )para l!uidos =1

: (ensidad del fluido antes del diafragma: de la bo!uilla

7todo volumtrico0

Este modelo permite medir pe!ueos caudales de agua, como son los !ue escurren ensurcos de riego o pe!ueas ace!uias. %ara ello es necesario contar con un depsito)balde+ de volumen conocido en el cual se conecta agua, anotando el tiempo !ue demoren llenarse

;igura


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desplegando la regla hasta !ue el e"tremo inferior )mango+ roce el chorro de agua !uesale del tubo. El lado >?@ de la regla debe !uedar paralelo y apoyado en dicho tubo, paramedir as la distancia horizontal !ue hay desde el punto donde el chorro toca la regla, a laboca de salida de la tubera. #a tubera debe estar en forma horizontal. (ebe cuidarse !ue

no se produzcan curvaturas a lo largo de ella y !ue la tubera vaya llena. $na vez hechovarias veces esto se mide el dimetro interno del tubo. on estos valores se determina elcaudal con la ayuda de la siguiente tabla0

*abla


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;igura


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;igura


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hL=kv

2

2g

h#D %rdida menor

BD oeficiente de resistenciavD elocidad promedio del flu-o en el tubo en la vecindad donde ocurre la prdida menor

%ara calcular el coeficiente de resistencia debemos utilizar la siguiente ecuacin0

k=( D)fT

(onde

(

D ) /elacin de longitud e!uivalente, y se considera constante para un tipo dado devlvula o acoplamiento.#e D#ongitud e!uivalente, y es la longitud de una tubera recta de un mismo dimetronominal !ue el de la vlvula, la cual tendra la misma resistencia !ue sta.f*D ;actor de friccin en la tubera a la !ue est conectada la vlvula o acoplamiento, !uese da por hecho est en la zona de turbulencia completa


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*abla


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METODOLOGA

4. 8rmado de la tubera en el laboratorio

T(er7a 1%se>a1a en e' 'a&rat&r%&I)agen N&/ ,

=. nventario y caracterizacin de los implementos necesarios

*an!ue A *ubos de 4@ A *ubos de F@ = *ubos de G > 4 odo H5I de 4@ 4 odo H5I de F@ 4 odo H5I de G@


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VELOCIDADES

Vt!amo1

V=$1&A/1=

0, 001

pi*(0,0254)2

4

=1,974m/ s

Vt!amo4!me!a a!te

V=$1&A/41=

0, 001

pi*(0,0254)2

4

=1,974m/ s

Vt!amo4"egunda a!te

V=$1&A/4=

0,001

pi*(1

2*0,0254)

2

4

= 7,894m/ s

Vt!amo34!me!a a!te

V=$3&A/341=

0,0005

pi*(1

2*0,0254)2

4

= 3,947m/ s

Vt!amo34"egunda a!te

V=$3&A/34=

0,0005

pi*(0,0254)2

4

= 0, 987m/ s

Vt!amo,


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V=$&A/,=

0,0005

pi*(1

2*0,0254)2

4

= 3,947m/ s

Vt!amo54!me!a a!te

V=$&A/541=

0,0005

pi*(1

2*0,0254)

2

4

= 3,947m/ s


V=$&A/54=

0,0005

pi*(3

4*0,0254)

2

4

=1, 754m/ s

Vt!amo64!me!a a!te

V=$3&A/641=

0,0005

pi*(0,0254)2

4

= 0, 987m/ s


V=$3&A/64=

0,0005

pi*(3

4*0,0254)2

4

=1, 754m/ s

Vt!amo


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V=$3o$&A/=

0,0005

pi*(3

4*0,0254)2

4

=1, 754m/ s

Vt!amo7

V=$nal&A/8=

0,001

pi*(3

4*0,0254)2

4

= 3,508m/ s

PERDIDAS POR CONTRACCION Y EXPANSION

/!amo4#ont!accn

hL=

0,2*7,894

2

2*9,81= 0,635m

/!amo34E()ansn

hL=

0,2* 0,987

2*9,81= 0,0099m

/!amo54E()ansn

hL=

0,2*1, 754

2

2*9,81= 0,0313m

/!amo64#ont!accn

hL=

0,2* 1, 754

2*9,81= 0,0313m


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"uma hL )o! #ont!accn + E()ansn=0,1262m

PERDIDAS EN ACCESORIOS

1/ de :;=

0,9*7,894

2*9,81= 2,85m

1/ de


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PERDIDAS EN UN TRAMO ESPECIFICO POR FRICCION

/!amo141=

0,023* 1,12

0,0254*1, 974

2

2*9,81= 0,201

/!amo431=

0,027* 1,12

1

2*0,0254

*3,947

2

2*9,81=1,99m

/!amo3461=

0,023* 1, 64

0,0254*0,987

2

2*9,81= 0,073m

/!amo,451=

0,027* 1,321

2*0,0254

*3,9472

2*9,81= 2,22m

/!amo54=

0,025* 1,37

3

4*0,0254

*1, 754

2

2*9,81= 0,281m

PRESIONES MANOMETRICAS

La )!esn en la su)e!ce del tanque se asume como la atmos>?!ca @0)aB

!esn /!amo

su)4t!amo=9%71*0%5=5%10)a

!esn /!amo = !esn /!amo 3

!esn 8n t!amo ,

t!amo4nal t!amo,=5%10%,*9%71=1%36)a

!esn t!amo =1%360%95*9%71=1%6a


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CONCLUSIONES

Se cumpli con el ob-etivo principal del desarrollo de la red de tuberas tratando de

utilizar todos los accesorios para el anlisis del comportamiento hidrulico de lamisma.

Se demostr, respecto a los accesorios, !ue la utilizacin de codos, alarges, tees yllaves introduce prdidas adicionales en todo sistema por alterar la direccin delflu-o o modificar la velocidad. Sin embargo, la utilizacin de tubos con longitudesmuy larga generar tambin una prdida en el sistema producto de la friccin !uese produce en las paredes interioresJ por tanto, el ob-eto de construccin es eldiseo optimizado de cada elemento.

Se observ !ue el cambio de una tubera de un dimetro mayor a uno menorgenera un aumento de la velocidad en el sistema y viceversa. El cambio de undimetro mayor a uno menor y, de uno menor a uno mayor genera prdidas por

contraccin y e"pansin, respectivamente. Se logr medir las diferencias de presin en los puntos ms estratgicos

comprobando su relacin con las alturas.

BIBLIOGRAFA

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