INFORME de FLUIDOS(Perdida de Carga en Tuberias)

Pérdida De Carga En Tuberías

Cinthya Barros Salas 20080598 Mecánica de Fluidos Grupo: D* Prof. José B. Quispe Arapa

PÉRDIDA DE CARGA EN TUBERÍAS En estructuras largas, la perdida por fricción es muy importante, por lo que es un objeto de constante estudio teórico experimental para obtener resultados técnicos aplicables. Es muy importante la diversidad actual de sistemas de transporte de fluidos se componen de tuberías y conductos, estos tienen una extensa aplicación como son los sistemas de suministro de agua a las ciudades y de saneamiento que consisten en muchos kilómetros de tubería, además de los sistemas de riego. Muchas maquinas están controladas por sistemas hidráulicos donde el fluido de control se transporta en mangueras o tubos. OBJETIVO: Evaluar las pérdidas de carga debido a la rugosidad de la tubería, y determinar los coeficientes de fricción para cada caso. DATOS: Longitud de tubería: Diámetros: Agua: Viscosidad cinética: PVC:

L= 3/4" = 1/2" = T= µk = C= ks =

1.8 19.05 12.70 20° 1.01×10-6 150 1.5×10-3

m mm mm C m2/s mm

CÁLCULO DEL CAUDAL, VELOCIDAD Y PÉRDIDA DE CARGA:

N º

Ø

1 2 3/4" 3 4 5 6 1/2" 7 8

Volum Tiemp Cauda en o l

Veloci dad

(l)

(s)

(l/s)

(m/s)

10 10 15 15 10 10 10 10

12.9 13.8 20.7 22.5 14.1 14.9 15.8 16.8

0.775 0.725 0.725 0.667 0.709 0.671 0.633 0.595

2.720 2.542 2.542 2.339 5.599 5.298 4.996 4.699

Presión (bar)

Hf (m.c.a Ingres Salid ) o a 2.4 2 4.08 3 2.6 4.08 4 3.6 4.08 5 4.8 2.04 3 1.8 12.24 5.8 4.8 10.20 7.4 6.6 8.16 9.6 8.6 10.20

CÁLCULO DEL FACTOR DE FRICCIÓN DE DARCY:

Nº

1 2 3 4 5 6 7 8

Ø

Tipo de Flujo Re>2 000

Re

5129 8 4795 3 3/4 " 4795 3 4411 7 7039 9 6661 9 1/2 " 6282 4 5908 5

Método de Steffensen

A

F.Turb. 7.186 F.Turb. 7.132 F.Turb. 7.132 F.Turb. 7.065 F.Turb. 7.388 F.Turb. 7.347 F.Turb. 7.304 F.Turb. 7.258

B

C

f

6.85 7 6.80 8 6.80 8 6.74 7 7.05 9 7.02 1 6.98 0 6.93 6

6.89 5 6.84 6 6.84 6 6.78 5 7.09 5 7.05 6 7.01 5 6.97 2

0.021 1 0.021 4 0.021 4 0.021 7 0.019 9 0.020 1 0.020 3 0.020 6

Ec. Swamee– Jain

Mody

f

f

0.0210

0.0051

0.0213

0.0052

0.0213

0.0052

0.0217

0.0053

0.0198

0.0047

0.0200

0.0048

0.0203

0.0048

0.0205

0.0049

VALORES EXPERIMENTALES DE “hf” N º

Ø

Re

PERIDAS DE CARGA hf (m.c.a) HAZENDARCY-WEISBACH M.Steffen Ec. Swamee–

Mod

WILLIAMS

BLASI US

sen

Jain

1

51298

0.750

2

47953

0.665

3

47953

0.665

4

44117

0.573

5

70399

4.503

6

66619

4.077

7

62824

3.668

8

59085

3.285

3/4"

1/2"

DISCUSIÓN: Como muestra la

y

0.18 0.74 0.741 1 7 0.16 0.66 0.662 0.654 1 4 0.16 0.66 0.662 0.654 1 4 0.13 0.57 0.571 0.561 9 4 1.06 4.38 4.488 4.530 6 6 0.96 3.98 4.063 4.090 7 2 0.87 3.59 3.655 3.669 2 4 0.78 3.22 3.273 3.274 3 8 tabla de resultados existe una gran cercanía 0.747

entre los valores obtenidos por los distintos métodos para hallar el coeficiente de fricción de Darcy, sin embargo los resultados obtenidos por la ecuación de Mody contrastan notablemente con los demás resultados. CONCLUSIONES En régimen turbulento, no es posible resolver el problema de manera analítica, pero experimentalmente se pude comprobar que la dependencia entre esfuerzos cortantes y la velocidad es aproximadamente cuadrática, lo que nos lleva a usar la Ec. de Darcy-Weisbach. Con respecto al coeficiente de fricción de Darcy, usado en regímenes turbulentos este depende además del Numero de Reyolds, de la rugosidad relativa: εr = ε/D, donde

ε es la rugosidad de la tubería, que representa la altura

promedio de las irregularidades de la superficie interior de esta.

Para realizar el estudio se deberá tomar en cuenta la diferenciación entre los flujos laminares y los turbulentos para lo cual recurriremos al número de Reynolds. RECOMENDACIONES La importancia del laboratorio implica un buen registro de datos y la determinación de todos los parámetros los cuales determinaran la veracidad de los resultados obtenidos. Emplear coeficientes ajustados y establecer la seguridad que se quiera sobre el resultado. Un cálculo malo, en más o en menos, no aumenta la seguridad sino la indeterminación y casi siempre el coste de la obra. Ser coherentes en los coeficientes elegidos para comparar distintos materiales. Con respecto al cálculo del coeficiente de fricción de Darcy, el desarrollo de la ecuación de Mody es de mucha ayuda, sin embargo el cálculo de esta es complicada, por ello es conveniente usar el Método de Steffensen o la Ec. Swamee–Jain.