ESCUELA ESCUELA SUPERIOR SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD: MECÁNICA ESCUELA: ESCUELA: INGENIERÍA INGENIERÍA MECÁNICA
CARRERA: INGENIERÍA INGENIERÍA MECÁNICA
GUÍA DE LABORATORIO LA BORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS
PRÁCTICA No. 09- PERDIDA DE ENERGIA POR ACCESORIOS (DINÁMICA DE LOS FLUIDOS ANÁLISIS MICROSCÓPICO)
1. DATOS GENERALES: GENERALES: NOMBRE:
CODIGO:
DARWIN VÁSCONEZ
6662
GRUPO GRUPO No.: C
FECHA DE REALIZACIÓN:
FECHA DE ENTREGA: ENTREGA:
13/06/2016
30/06/2016
2. OBJETIVO: 2.1. GENERAL
Cuantificar el valor de la pérdida de carga en un tramo de la instalación 2.2. ESPECÍFÍCOS
Que se hace: determinar experimentalmente la energía que un equipo de bombeo entrega a un líquido. Como se hace: utilizar el Banco para medición de balance de energía. Para que se hace: comparar los datos dados en el manómetro con los datos que obtendremos utilizando la ecuación de Bernoulli. 3. METODOLOGÍA
Las lecturas de presión y caudal que entregan los instrumentos cuando fluye agua por un sistema de bombeo, servirán para cuantificar la carga de bombeo y la pérdida de carga de un tramo de instalación. Estas lecturas se realizan para cada porcentaje de estrangulamiento de la válvula de control de flujo dispuesto en el banco. La presión a la entrada de la bomba se obtiene efectuando un balance de energía entre dos puntos de la instalación, siendo uno de ellos el nivel de líquido en el tanque y el segundo punto antes de la entrada a la bomba. Entonces, para esto se dispone las pérdidas de carga de los diferentes accesorios, para lo cual se muestran en esta guía. 4. EQUIPOS Y MATERIALES:
Figura 16. Banco para medición de balance de energía
Válvula de bola.
Válvula de compuerta.
Manómetros
Codo radio corto (Hidrinox 25)
T paso recto y T derivación ramal
Tubería (Hidrinox 1’’)
Flujometro.
Bomba pedrollo ( 0,5 Hp)
Tanque Reservorio de agua
Multimetro.
5. MARCO TEORICO: Un equipo de bombeo entrega energía al fluido, esta energía es comúnmente llamada como carga de bombeo y que experimentalmente se obtiene midiendo las presiones del líquido a la entrada y salida de la bomba. El instrumento de presión requerido a la entrada de la bomba es de baja escala por lo que es difícil de adquirirlo, en este caso lo que queda es realizar un balance de energía entre el nivel del agua en el depósito abierto (punto 1) y en la tubería de succión de la bomba (punto 2), pero es necesario conocer la pérdida de carga en el tramo de succión.
Figura 17. Esquema de funcionamiento banco para medición de enrgía.
Realizando balance de energía entre puntos 1 y 2 y entre los puntos 2 y 3, se tiene:
=[ ℎ→ 2] =
ℎ→ = _
6. PROCEDIMIENTO:
Observación y reconocimiento de instrumentos y equipos o Antes de ejecutar la Antes de ejecutar la práctica se debe comprobar que el banco tenga la suficiente cantidad de agua y energía eléctrica. También se debe realizar una comprobación del buen funcionamiento de la instrumentación que van a medir las variables físicas presión y caudal.
Manejo de instrumentos y equipos o
o
o
El banco tiene algunas válvulas tipo esférica, estas deben ser abiertas en su totalidad y se lo hace en función de la práctica que va a realizar, es decir, debe permitir que el flujo vaya desde el tanque, pase por una de las bombas y retorne de nuevo al depósito después de pasar por lo medidores de caudal. La válvula tipo compuerta debe ser abierta en un porcentaje comprendido entre >0% y < 100 %. Leer los datos de presión y caudal para cada porcentaje de apertura de la válvula de compuerta.
Cálculos y resultados o
Si se conoce el valor del caudal y con la ayuda de las tablas anexadas a la práctica de los diferentes accesorios que tiene la instalación, se debe calcular la presión P 2 de manera analítica puesto que como se dijo anteriormente no existe al momento un instrumento de tan baja escala para obtener su valor experimentalmente.
+ + + − = + + 2 2 Despejando HB
= + 2 + + − Dónde:
= 0 = 80 ≈ 0 = 0,84 − = 4,67 10 á = 26,6 = 0,0266 Á= 5,56 10− =9800 =9,8 = 40 = 0,4 = 20 = 0,2 − = 1 10 = . = 22 344 − =0,5 ° = 0,721 í ° = 3,1 = 0,31 á = 70 = ∑ = − + ° + í ° + +2 á = 144,631 − = 2 =5,2067
Reemplazando valores:
0, 8 4 = 809800000 + 19,6 +0,2 0,4 +5,2067 =13,206 =.. = 60,44 =0,081 é = .. = 120 = 4,75 =0,65 é =370,5 = á ɳ = é 44 =0,1631 ɳ = 60, 370,5 = ɳ 100%= 16,31 % PERDIDAS DESDE EL PUNTO 2 AL PUNTO 3 Realizando balance de energía desde el punto 2 al 3
+ + − = + + 2 2 Las velocidades se simplifican porque es la misma sección transversal
+ − = + Despejando las pérdidas
− = +( ) − = =4,67∗10 (8050) +(0,2) − = 1000 ∗9.8 − = 3.16
(Pérdidas halladas experimentalmente)
PÉRDIDAS ENCONTRADAS TEÓRICAMENTE
− =∑ 2 En el tramo de 2 a 3 tenemos 4 codos, 2 T
desvío 90° ,
1 T flujo directo y una válvula de bola
∑ = (4∗0.721)+0.31+(2∗3.1)+70 ∑ =79,394 (0. 8 4/) − =79,394 2∗9.8/ − = 2,96
DENOMIN ACIÒN
PRESIONES
ALTUR A
CAUDAL
VELOCIDAD
AREA
SIMBOLO GÌA
P
Z
Q
V
A
K
UNIDADES
KPa
m
Lt/min
m/s
m2
adimensional
101,3
Po
Z 1
0, 4
Flujómet
13
tanque
ro
Tramos 1-2
5,56 10−
izquierda P1
0
P2
80
P3
50
Z 2
0, 2
Flujomet
15
ro
0
0,84
5,56 10−
0
Caudal del sistema
28
5,56 10−
Tabla 8. Datos experimentales
Tanquetubería
0,5
Codo 90º
0,721
T desvío 90º T flujo directo
derecha Z 3
COEFICIENTE PÉRDIDAS
Análisis, graficación e interpretación de resultados
Valvula de bola
3,1 0,31 70
- Si el fluido no tuviera las diferentes pérdidas, ya sea por la friccion el la tubería como en los accesorios, la presión no variaría conforme cambia el tiempo, pero se observa que no sucede esto, todo lo contrario, la presión se ve afectada notoriamente. - La medida de presión obtenida experimentalmente, es muy similar a la obtenida mediante los cálculos, eso se debe a los errores de medición. Sin embargo los valores no difieren en valores muy trascendentales. - El coeficiente de pérdidas es inversamente proporcional al caudal. 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: o
Después de haber finalizado la práctica exitosamente concluimos que esta práctica es muy necesaria para que nosotros podamos aplicar la ecuación de balances de energías para poder calcular presiones y comparar con las lecturas que nos da en los manómetros. o
Tras haber experimentado y haber aplicado la ecuación reali zamos los cálculos y nos da respuestas que coinciden con las que nos marca los manómetros.
8. BIBLIOGRAFÍA: http://es.scribd.com/doc/23931304/Perdidas-de-Energia-de-Accesorios http://www.unet.edu.ve/~maqflu/doc/LAB-1-95.htm https://www.google.com/search?hl=es&tbo=d&rlz=1C1RNPN_enEC417&biw=1280 &bih=699&q=potencia+hidraulica+formula&revid=381139395&sa=X&psj=1&ei=5 Ze6UPK7IYe69QTYnYG4Ag&ved=0CCkQ4QIoAA#hl=es&tbo=d&rlz=1C1RNPN _enEC417&sclient=psyab&q=ecuacion+bernoulli+perdidas&oq=ecuacion+bernoulli+&gs_l=serp.3.5.0l10.4 3940.48332.2.56327.16.13.0.0.0.1.1120.5742.31j1j1j4j1.8.0...0.0...1c.1.mU087B4csPI&psj=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_cp.r_qf.&fp =4420a20b5d11e202&bpcl=39314241&biw=1280&bih=699 http://www.leonindustrial.com.ar/backend/archivos/PERDIDAS%20POR%20FRIC CION.pdf http://oficioapuntes.blogspot.com/2010/07/tabla-equivalente-las-perdidas-decarga.html http://raquel-virginia.blogspot.com/2009/05/el-principio-de-bernoulli.html
