segundo informe de hidraulica correcto

7/23/2019 Segundo Informe de Hidraulica Correcto

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ESTUDIO DE LAS LNEAS DE ENERGA Y DE ALTURAS PIEZOMETRICAS

CON FLUJO ESTACIONARIO

JHON JAIRO OSORIO ROMNSARAY ESTHER DIAZ GARRIDORAFAEL MANJARREZ HERRERA

ROGER ALMAZA DORADO

ING:LUIS ALFREDO DIAZ PERALTA

UNIVERSIDAD DE SUCRE

FACULTAD DE INGENIERA

DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL

HIDRULICA

SINCELEJO-SUCRE

2012


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INTRODUCCION

El mtodo ms comn para transportar agua de un punto a otro es impulsarlo a travs deun sistema de tuberas. Las tuberas de seccin circular son las ms frecuentes, ya queesta forma ofrece no solo mayor resistencia estructural sino tambin mayor seccintransversal para el mismo permetro exterior que cualquier otra forma. menos que seindique especficamente, la palabra !tubera" en este estudio se refiere siempre a unconducto cerrado de seccin circular y dimetro interior constante.

medida que un fluido fluye por un conducto, tubo o algn otro dispositivo, ocurrenprdidas de energa debido a la friccin# tales energas traen como resultado unadisminucin de la presin entre dos puntos del sistema de flu$o. %ay tipos de prdidas queson muy peque&as en comparacin, y por consiguiente se 'ace referencia de ellas comoprdidas menores, las cuales ocurren cuando 'ay un cambio en la seccin cru(ada de latrayectoria de flu$o o en la direccin de flu$o, o cuando la trayectoria del flu$o se encuentraobstruida como sucede en una vlvula.

Los conceptos de lnea de energa y lnea pie(omtrica, son tiles cuando se estudianproblemas de flu$o de fluidos, bien sea en conductos abiertos )canales* o cerrados)tuberas*# as por e$emplo si se dibu$a el perfil de una tubera a escala, la lneapie(omtrica no solo permite determinar la altura de presin en cualquier punto sino quemuestra a simple vista la variacin de presin en toda la longitud de la tubera. La lneapie(omtrica es recta solamente si la tubera es recta y de dimetro uniforme. +aro parala curvaturas graduales que se encuentran a menudo en tuberas largas, la desviacin deuna lnea recta ser peque&a. +or supuesto si existen prdidas locales de carga, apartede las debidas a la friccin, se pueden producir cadas repentinas en la lneapie(omtrica. Los cambios de dimetro con las consiguientes variaciones de velocidad,

tambin causarn cambios abruptos en la lnea pie(omtrica.

El termino +- / se denomina la altura pie(omtrica por que representa el nivel 'astasonde subir el liquido por un tubo pie(metro. La lnea de altura motri( o lneapie(omtrica )L+*, es una lnea tra(ada por los extremos de las columnas pie(ometricas.En este laboratorio se calcularn las magnitudes de dic'as prdidas ocurridas por estasfuentes mediante datos experimentales.


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OBJETIVOS

OBGETIVO GENERAL

0onstruir las lneas de alturas pie(ometricas y de energa total, para un sistema detuberas.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

nali(ar situaciones 'idrulicas en las cuales las lneas pie(ometricas, y deenerga no son de gradiente constante.

plicar los conceptos de lnea de energa y lnea de alturas pie(ometricas.


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MATERIALES Y PROCEDIMIENTO

MATERIALES Y EQUIPOS

1odulo 'idrulico p ara el estudio de lneas pie(ometricas )L+* y de energa )LE*,cronometro digital con aproximacin a 2.23 segundo, calibrador y flexometro.

PROCEDIMIENTO

3. 4dentifique los componentes del sistema a utili(ar y su modo de operacin.

5. 6ealice un esquema a escala del sistema y anote cada una de las dimensiones y dedimetro de los componentes, y cotas con respecto a un nivel de referencia )pude ser elpiso del laboratorio*. El dimetro externo se mide con el calibrador.

7. +or cada grupo de estudiante, se traba$aran varias lneas de traba$o instalados en elmodulo a traba$ar.

8. 1ida la longitud y el dimetro de la tubera de descarga )a parir de la bomba*, 'asta laprimera vlvula de sierre rpido del control del manmetro diferencial. 9ome datos de losaccesorios presentes en el tramo de la tubera 'asta la lnea de traba$o.

:. bra las vlvulas de ;ay +as y ponga a funcionar la electro bomba del modulo en eltablero de control.

. 1ida los niveles del mercurio en el manmetro diferencial y obtenga la cada de presinen el tramo de la tubera traba$ado.

?. 6ealice los pasos < y > con otros caudales.


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DATOS Y RESULTADOS

Los datos obtenidos en laboratorio de 'idrulica se presentan en la siguiente tabla.

Cau

dalN

Lneade

Trabajo

CaudalPerdidas(cm Hg) Long.

1-2(m)

Z1

Z2(m)

Presi

!n(P"#)

N

$ccesorios 1-2

Long.

%-1(m)

$ccesoriosdesde la bomba

al &'o (%-1)ol.(ml)

'(seg)

1 2

1

TePaso

Directo 3/4"

9000

6,17

71,368,1

4,85 1,25 12 10 7,51

V. de camp. 1",U.U. 1"

5,92 codos 1", 4T 1",

1 U.

6,37U.U. 3/4", !#e c

3/4"

V$%&%ade

'%o(o1"

9000

10,45

117,4

23,8

4,85 0,28 24 8 6,77


11,2 2 codos 1", 2T 1"

10,4

6 Uio U. 1"

T(o)ecto

1"9000

6,6671,1

69,1

4,85 1,64 10 0 8,14

V. de camp. 1", U.1"

6,21 2 U.U. 1", 6T 1"

6,75 2 codos 1"

T(o)ecto3/4"

9000

7,79

69,667,5

4,85 1,64 14 0 13,36

1 (#e de 1 3/4"

8,28 U.U. 3/4", 6T 1"

7,6U.U. 1", 2 *odos

1"

2

TePaso

Directo 3/4"

9000

7,86

70,668,

34,85 1,25 20 10 7,51


8,85

2 codos 1", 4T 1",

1 U.

8,71U.U. 3/4", !#e c

3/4"

V$%&%ade

'%o(o1"

9000

12,5

103,8

33 4,85 0,28 26 8 6,77


11,69

2 codos 1", 2T 1"

11,92

Uio U. 1"

T(o)ecto

1"

9000

10,12

70,869,7

4,85 1,64 19 0 8,14

V. de camp. 1", U.1"

10,39

2 U.U. 1", 6T 1"

10,39

2 codos 1"

T(o)ecto3/4"

9000

10,71

69,968,3

4,85 1,64 20 0 13,36

1 (#e de 1 3/4"

10,98

U.U. 3/4", 6T 1"

10,53

U.U. 1", 2 *odos1"


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Lnea deTrabajo

*i+me'ro,'erno (m)

*,

*i+me'ro #n'erno(m)

Te Paso Directo3/4" 0,01905 21 0,017235714

V$%&%a de '%o(o1" 0,0254 21 0,022980952

T(o )ecto 1" 0,0254 21 0,022980952

T(o )ecto 3/4" 0,01905 21 0,017235714

En la anterior tabla se presenta el clculo del dimetro interno@

=ext2( extRDE)

Aeterminacin del caudal 3 y de las prdidas de 3 a 5.+ara cada lnea de traba$o se promedio el tiempo y se 'allo el caudal de lasiguiente manera@

Caudal=Q=Volumen

Tiempo Aonde@

100cm3

Volumen=9000cm31m

3

Tiempo=TiempoPromediocalculado

Las +rdidas de convirtieron a metros en columna de agua de la siguientemanera@

+erdidas en metros de columna de 1ercurio B )+erdidas en centmetros decolumna de 1ercurio*322

+erdidas en metros de columna de gua B )+erdidas en metros de columna demercurio*C)37,:>*


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'D3B

%g. '%g

Tabla 1Lnea deTrabajo

Caudal 1(m/0seg)

1(m.c.a.)

2(m.c.a.)

H(m.c.a.)

Te Paso Directo3/4" 0,001464208 9,67541 9,24117 0,43424V$%&%a de'%o(o 1" 0,00084086 15,93118 3,22966 12,70152

T(o )ecto 1" 0,001376147 9,64827 9,37687 0,2714

T(o )ecto 3/4" 0,001140684 9,44472 9,15975 0,28497

Aeterminacin del caudal 3 y de las prdidas de 3 a 5

Tabla 2

Lnea deTrabajo Caudal 2(m/0seg) 1(m.c.a.) 2(m.c.a.) H(m.c.a.)Te Paso Directo3/4" 0,001062156 9,58042 9,26831 0,31211V$%&%a de'%o(o 1" 0,000747715 14,08566 4,4781 9,60756

T(o )ecto 1" 0,000873786 9,60756 9,45829 0,14927

T(o )ecto 3/4" 0,000837989 9,48543 9,26831 0,21712

+ara 9e +aso Airecto "0audal 3

E0F04GH AE L EHE6I4 AE ;E6HGFLL4

P1

W +Z1+

v12

2 ghf=

p2

w +Z2+

v22

2 g 0omo J3 B J5 # /3B/5 queda que@

%f@P1

W Kp2

w

p

w B '

%fB '3 '5B M,:83 K M,5833> B 2,87858 )Ae la tabla 3*

0L0FLG AE JELG04AA

N B J. JBQ

! B

0,001464208m

3

"eg

#

4(0,01905m)

2 B :.38ms


8/14

0L0FLG AE L EHE6I4 04HE940

EOB

v2

2 g

=(5.14

m

")

2

2(9,8m$2 ) B 3,7: m

TUBO TE PASO DIRECTO

+11.25m +21.25m

4.85m

plicando las mismas formulas que se aplicaron para el tubo 9E +=G A46E09G" se presentan en las siguientes tablas los datos para los dems tubos#

)velocidad, %f y energa cintica*

Tabla /

Lnea de Trabajoelocida

d ,1

(m.c.a.)2

(m.c.a.)H

(m.c.a.)Te Paso Directo

3/4"5,137158

981,345076

57 9,67541 9,24117 0,43424V$%&%a de '%o(o

1"1,659457

540,140356

74 15,93118 3,22966 12,70152

E!"V2#2$"1%&' ()*)+

H,"0)& ()*)+

E!"1%&' ()*)+

H2".)2 ()*)+H1".)/ ()*)+

PLANO REF. 0.0


9/14

T(o )ecto 1"2,715860

420,375937

71 9,64827 9,37687 0,2714

T(o )ecto 3/4"4,002079

070,816342

35 9,44472 9,15975 0,28497

V34+ 56 G787

+10,28m +20,28m

4,85m

E!"V2#2$"0)1 ()*)+

H,"12%90 ()*)+

E!"0)1 ()*)+

H1"1'%.& ()*)+H2"&%2& ()*)+

PLANO REF. 0.0


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TUBO RECTO 1

+11.64m +21.64m

4.85m

TUVO RECTO

E!"V2#2$"0)& ()*)+

H,"0)29 ()*)+

E!"0)& ()*)+

H2".)1/ ()*)+H1".)/' ()*)+

PLANO REF. 0.0


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+11.64m +21.64m

4.85m

+ara el caudal 5, los clculos se presentan en la siguiente tabla.

Tabla 3

Lnea de Trabajoelocida

d ,1

(m.c.a.)2

(m.c.a.)H

(m.c.a.)Te Paso Directo

3/4"3,726562

220,707811

72 9,58042 9,26831 0,31211V$%&%a de '%o(o

1"1,475635

050,110983

63 14,08566 4,4781 9,60756

T(o )ecto 1"1,724439

530,151564

31 9,60756 9,45829 0,14927

T(o )ecto 3/4"2,940074

850,440572

89 9,48543 9,26831 0,21712

E!"V2#2$"0)2 ()*)+

H,"0)2 ()*)+

E!"0)2 ()*)+

H2".)11 ()*)+H1".) ()*)+

PLANO REF. 0.0


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0alculo de %f por %a(en Dilliams y Aarcy Deisbac'

La frmula de %a(en K Dilliams, expresada en funcin del caudal@'f B )32.M 03.?:5* x )LA8.?>* x N3.?:5Aonde@'f B prdida de carga )m*L B longitud de la tubera )m*A B dimetro interno )m*N B caudal )m7s*Los valores de los coeficientes !0" se sacan de tabla, segn material y a&os deuso de las tuberas.+ara nuestro ensayo 0 se tomara de 382 )tubo pvc*

Tabla 4.1

C$5*$L 1Lnea deTrabajo

Long. *e laTubera (m)

*. #n'erno(m)

Caudal(m/0seg) C

H(m)

Te Paso Directo3/4" 4,85

0,017235714 0,001464208

140

11,993

V$%&%a de'%o(o 1" 4,85

0,022980952 0,00084086

140

1,05772

T(o )ecto 1" 4,850,02298095

2 0,001376147140

2,63383

T(o )ecto 3/4" 4,850,01723571

4 0,001140684140

7,55271

Tabla 4.2

C$5*$L 2

Lnea deTrabajo

Long. *e laTubera (m)

*. #n'erno(m)

Caudal(m/0seg) C

H(m)

Te Paso Directo3/4" 4,85

0,017235714 0,001062156

140

6,6181

V$%&%a de'%o(o 1" 4,85

0,022980952 0,000747715

140

0,85102

T(o )ecto 1" 4,850,02298095

2 0,000873786140

1,1357

T(o )ecto 3/4" 4,850,01723571

4 0,000837989140

4,26648

0alculo de %f por Aarcy Deisbac'Aarcy K Deisbac' expresada en funcin del caudal@'f B ?.5< x 32K5f )LA:* N5

g B aceleracin grav. )M.?3 ms5*f B coeficiente de friccinLBLongitud del tuboAB Aimetro interno


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ANALISIS DE RESULTADOS

Ae acuerdo a los resultados obtenidos se puede anali(ar que@

La vlvula de globo la cual posee ? accesorios es el tubo ensayado queobtuvo mayor prdida lo que permite anali(ar que estas vlvulas le 'acenperder muc'a energa al sistema.

El tubo recto de " el cual no posee un solo accesorios es el tubo ensayadoque obtuvo menores perdidas lo que permite anali(ar que para que setengan las menores perdidas posibles se tiene que utili(ar un tubo recto ysin accesorios, pues como ya es de saberse por cada accesorio 'ayperdidas menores la cual no existen en este tubo.

l 'allar las perdidas por el mtodo de %a(en Dilliams y Aarcy Deisbac',se pudo observar que la discrepancia entre ellas es mnima comprendiendoel grado de confiabilidad que nos arro$a los textos de 'idrulica siendoestos necesarios para dise&ar y comprobar la funcin 'abilidad de distintossistemas de tuberas.

=e determinaron experimentalmente los valores de factores de friccin y su

variacin con el numero de 6eynolds y se conoci que a medida que elnumero de 6eynolds aumenta disminuye el coeficiente de friccin, debido aque la velocidad del agua aumenta dentro de la tubera as como loselementos que disminuyen o generan las prdidas de energa en la tubera.

=e interpretaron las perdidas por friccin que experimenta el agua dentro dela tubera debido al cambio que se presenta en el flu$o del agua debido a lalongitud de esta.

=e 'allaron las prdidas de friccin en accesorios y expresarlas en funcinde una perdida correspondiente a una longitud de tubera equivalente.

Las constantes de perdidas por accesorios fueron 'alladas a partir de lalongitud equivalente# pero de los accesorios en total.


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CONCLUSION

Aespus de reali(ado el laboratorio de prdidas por tuberas y accesorios entubos rectos de 3" y ", de 9 pasa directo de " y vlvula de globo de 3"# se puedeconcluir que@

Es una excelente prctica de laboratorio ya que nos da una informacincomo futuros ingenieros de las prdidas que podemos encontrar en todaslas instalaciones 'idrulicas que realicemos en nuestra vida comoprofesional utili(ando los diferentes accesorios que sirven para unir dostramos de tuberas.

=e logro determinar la ecuacin de ;E6HGFLL4 sin inconvenientes por loque se grafico la lnea de pie(ometricas y la lnea de velocidad como selogra observar en las graficas anteriores.

mayor velocidad del fluido mayor ser la energa cintica por lo que sededuce que mientras el tubo sea de menor dimetro mayor ser la energacintica siempre y cuando la presin permane(ca constante.

=e cumplieron todos los ob$etivos propuestos puesto que se logro entendermuy claramente de que trata el ensayo y lo que se puede 'acer con losdatos obtenidos en el laboratorio lo cual es calcular las perdidas y asverificar la formula de bernuolli.

BIBLIOGRAFIA

Puan Iuillermo =aldarriaga J. K %idrulica de 9uberas

segundo informe de hidraulica correcto

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