LABORATORIO #2 LABORATORIO PERDIDA DE CARGA EN TUBERIAS VARIABLES EN ES-
PRACTICA #2 :
SEMANA #2 - II SEMESTRE
2013
TUDIO
L = longitud de la
OBJETIVO: 1. investigar como varía la pérdida de carga en tuberías para un régimen turbulento. 2. Investigar como varía la pérdida de carga por rozamiento con velocidades bajas
tuberia. (m).
de corriente a lo largo de una tubería de prueba cilíndrica.
g = gravedad (m/s ² ² ).
D =
diámetro de la
tubería.
V = velocidad del fluido (m/s). Re= número de Reynolds. υ =
viscosidad cinemática
(m²/s). ρ =
densidad del fluido en
estudio (kg/m³).
DESCRIPCION DEL EQUIPO El equipo consta consta de distintos elementos que se se emplean en combinacombinación con el canal del banco o Grupo Hidráulico: 1. Tubería con conector rápido que se acopla a la boquilla de la salida de agua del banco hidráulico o del grupo hidráulico. 2. Tubería de prueba cilíndrica metálica de diámetro de 6mm exterior y 4mm de exterior. 3. Manómetro diferencial de columna de agua y manómetros Bourdon La pérdida de carga en tuberías se mide en metros de columna de agua de fluido circulando por la tubería, y están relacionadas con la velocidad. Estas pérdidas viene expresadas por la fórmula de Darcy:
PARTES DE EQUIPO 1. Manómetros de agua.
PALABRAS CLAVES Para un tubo liso recto, el factor de fricción f es una función del Número de Reynolds, no depende de la rugosidad de la tubería.
2. Válvula VT1,VT2, VT3. 3. Válvula V1, V2
1. Factor de Fricción.
4. Manómetro de Bourdon. 5. Tubería de prueba de
2. Pérdida de Carga.
3. Viscosidad Cinemática. Cinemática. 4. Flujo Laminar.
5. Flujo Turbulento.
6. Velocidad Media. 7. Diámetro de la tubería.
Teoría Tomada del manual Edibon FME01, Pérdida de Carga en Tuberías C/ Del Agua, 14. P.I San José de Valderas. 28918 LEGANES (Madrid) SPAIN. TIf +34-916199363 FAX: +34-916198647.
4mm
de
500mm de longitud.
LABORATORIOS A DESARROLLAR A continuación se presentarán los laboratorios que se desarrollaran en esta unidad: 1.
PRACTICA #1 :
Determinación de las perdidas de carga de la tubería prueba en régimen laminar.
2. PRACTICA #2:
Determinación de las perdidas de carga de carga de la tubería en régimen turbulento.
3. PRACTICA #3:
diámetro
Determinación de la viscosidad cinemática del agua.
y
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Situar el equipo sobre las guías del canal del banco hidráulico. 2. Conectar el conducto flexible de entrada del a parato directamente a la boca de impulsión del banco. 3. Poner V1 cerrada y VT1 en posición turbulento. 4. Cerrar la válvula de control de caudal del banco Hidráulico. 5. Poner en marcha la bomba y abrir la válvula de control de alimentación. 6. Abrir completamente la válvula V2 de control para preparar el tubo de prueba y el resto de los conductos. 7. Utilizar la válvula de 3 vías VT3 del manómetro de agua, para permitir que ésta, circule por todos los conductos hasta que todo el aire haya sido expulsado. 8. Seleccionar los manómetros bourdon con VT2 y VT3, cuando se obtengan altas presiones. 9. Una vez preparado el equipo se procede a la toma de datos. 10. Para conseguir el máximo caudal, abrir completamente la válvula V2 del equipo. 11. Tome las lecturas de los manómetros. 12. Mediante la probeta graduada mida el caudal en función de la apertura de la válvula V2. 13. Determine la velocidad media de la corriente. 14. Mida la Temperatura del agua. 15. Repita la operación anterior para distintas posiciones de la válvula de control.
Para la toma de datos en el flujo laminar modificar los siguientes puntos:
4. Ponga V1 y VT1 en posición laminar (V1 abierta). 8. Seleccionar los manómetros de agua con VT2 y VT3.
TABLA DE VISCOSIDADES
A continuación se muestran algunos datos necesarios para los cálculos correspondientes; 1. Longitud de la tubería muestra: 500 mm 2. Diámetro interior del tubo de prueba de Di = 4mm.
TABLA DE CALCULOS
1.
Realice a escala conveniente los gráficos:
Log en función del debajo de la cual el régimen es laminar.
-
en este gráfico determinar el valor de la velocidad V por 01
Con los valores de V ≥ V 01,
dibuje el gráfico de hf en función de V.
Con los valores de V ≤ V 01,
dibuje el gráfico de hf en función de V.
Del gráfico #1, determine las relaciones empíricas de la forma
n
hf = KV
TABLA DE CALCULOS Y RESULTADOS
Con los datos obtenidos de la práctica anterior, completar la siguiente tabla de valores, haciendo uso de la ecuación del Número de Reynolds.
Realice en un gráfico de Excel , las siguientes variables: -
en función del n
Del gráfico, busque las relaciones empíricas de la forma f = K . Re para las dos zonas del gráfico.
TABLA DE CALCULOS Y RESULTADOS
Con los valores del caudal y del área de la sección transversal del tubo, calcular y anotar los valores de la velocidad media de la corriente.
Realice en un gráfico de Excel , las siguientes variables: -
en función de
con ayuda de este gráfico, determinar el valor de la velocidad
V 01, por debajo de la cual el régimen es laminar. Dibuje el gráfico de
en función
- Para los valores V ≤ V 01, Dibuje el gráfico de
en función
Para los valores V ≥ V 01,
.
TABLA DE CALCULOS Y RESULTADOS
Con los datos obtenidos de la práctica anterior, completar la siguiente tabla de valores, haciendo uso de la ecuación del Número de Reynolds.
Realice en un gráfico de Excel , las siguientes variables: GRAFICO #8 -
en función del n
Del gráfico, busque las relaciones empíricas de la forma f = K . Re para las dos zonas del gráfico.
A partir de los resultados anteriores representar V α Re y determinar el dicho valor.
1. ¿ Ponen en manifiesto dichas prácticas la existencia de dos tipos o regímenes de movimiento? 2. ¿ Se confirman las relaciones f = 64/Re, cuando el régimen es laminar, y f = 0.316 Re
–0.25
, cuando el
flujo es turbulento?
3. ¿ Coinciden los valores medios experimentales aceptados del factor de fricción f y la viscosidad cinemática, con los valores determinados con ayuda de los datos recogidos?, si no es así, señalar las posibles razones de la discrepancia.
