laboratorio 4

PRACTICA N° 04 FRICCION EN ACCESORIOS Objetivos: - Determin Determinar ar la longitud longitud Lz Lz en metros metros y en diáme diámetros tros para para los los aeso aesorios rios !ue se enuentran en el trayeto "-#$ - %ra&iar %ra&iar las longitudes longitudes e!ui'alen e!ui'alentes tes en metros metros en un un Nomogr Nomograma ama y omparar estos resultados e!ui'alentes a los 'alores te(rios de la letura respeti'a$ Fundamento teórico: Los sistemas de &lu)o de un &luido presentan gananias gananias de energ*as por +om+as  y perdidas por &rii(n on&orme el &luido !ue pasa por los dutos y tu+os, prdidas por am+ios en el tama.o de la trayetoria de &lu)o y perdidas de energ*a por las 'ál'ulas y aesorios$ Las prdidas por &rii(n se presentan por!ue al estar el &luido en mo'imiento /a+rá una resistenia !ue se opone a di/o mo'imiento, on'irtindose parte de la energ*a del sistema en energ*a trmia, !ue se disipa a tra's de las paredes de la tu+er*a por la !ue irula el &luido$ La euai(n general de la energ*a es una etensi(n de la euai(n de 1ernoulli, lo !ue permite resol'er pro+lemas en lo !ue /ay prdidas y gananias de energ*a$ Para un sistema, la epresi(n del prinipio de onser'ai(n de la energ*a es2 2

2

 p1 V   p V  + Z 1 + 1  −h L = 2 + Z 2 + 2 2g 2g γ  γ 

h L=

 p 1− p2 γ 

(1 )  p1− p2= R ( γ  Hg− γ  H  O ) ( 2 )

3e tiene2

2

Reemplazando 56 en 76 h L=

 R ( γ  Hg−γ  H  O ) 2

γ  H  O 2

De la prátia anterior, utilizaremos su gra&ia

h L vs.v

, de a/* o+tendremos

h L diagrama

h L corregido =h L diagrama

(

50 pies 10 pies

)

Las prdidas de &rii(n ausada por los aesorios son2 h L accesorios =h L −h L corregido

La prdida de &rii(n del tu+o reto a la 'eloidad del ensayo es de&inido omo2 perdida por ada metro tu+o reto$ h L especifico =

 L e ( m )=

h L diagrama  L

h L accesorios ( promedio ) ¿ accesorios∗hLespecifico

Perdidas de Carga en Accesorios Las perdidas menores ourren uando /ay un am+io en la sei(n ruzada de la trayetoria de &lu)o o en la direi(n de &lu)o, o uando la trayetoria de &lu)o se enuentra o+struida omo suede on una 'ál'ula$ La energ*a se pierde +a)o estas ondiiones de+ido a los &en(menos &*sios +astantes omple)os$ - Coe&iiente de resistenia2 Las prdidas de energ*a son proporionales a la a+eza del &luido al &luir este alrededor de un odo, a tra's de una dilatai(n o ontrai(n de la sei(n de &lu)o, o tra's de una 'ál'ula$ Los 'alores eperimentales de prdidas de energ*a generalmente se reportan en trminos de un oe&iiente de resistenia 8, de la siguiente &orma2

[ ] 2

v h L= K  2g

Procedimiento experimenta: - A+rir lentamente la 'ál'ula de desarga de la +om+a, e impida !ue salga el merurio del man(metro de olumna$ - De)a transurrir por lo menos 9 minutos para esta+ilizar el &lu)o - :sperar a !ue se esta+ilie el ;g y en el +alde llenar agua en 9 segundos aproimadamente -
 pulgada∗1 pie ∗0.3048 m 12 pulgadas =0.0127 m 1  pie

 A =

πD 4

2

=

π ( 0.0127 m) 4

2

=1.267∗10− m 4

2

Datos eperimentales2

R!m" &'&() &'&# &'&*) &'&+ &'&,)

v!m#" 0$00077# 0$00054 9 0$00097 0$0009> > 0$000## 9

t!s" 9$0" 4$>#

$!%C" 5> 5>$9

4$?# 4$?@

5>$9 5>

9$05

5>

A/ora enontramos el audal para ada eperimento as* omo su 'eloidad

R(m) 0.015

 

0.03

 

0.045

 

0.06

 

0.075

 

v(m3)

t(s)

Q(m3/s)

V(m/s)

0.00011 6 0.00024 5 0.00051

5.03

0.182017 6 0.397881

0.00058 8 0.00066 5

4.97

2.3062E05 5.0412E05 0.000102 82 0.000118 31 0.000132 47

4.86 4.96

5.02

0.811543 65 0.933779 47 1.045541 59

;allamos el /L del eperimento2 R(m) 0.015 0.03 0.045 0.06 0.075

hL   0.18825   0.3765   0.56475  

0.753

  0.94125

Del la+oratorio anterior /allamos el /L del diagrama para luego /allar el /L de los aesorios y asi /allar nuestros demás datos    Graficah L vsvelocidad

v!m-s"

./

7$"949?"4

0$7>>5#9" 7 0$"@#9"0# 7 0$9#4@?9? 5 0$@9"0#75 5 0$?47"5#9

7$>@9@54@ 7 5$0">7597 5 "$50#5?09 "$">70054

?

"

hL(m) vs V(m/s) 1 f(x) = 0.33x - 0.21 R² = 0.93

0.8

hL

0.6

Linear (hL)

hL( m) 0.4

Linear (hL)

0.2 0 1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

velocidad (m/s)

R(m)

V(m/s hLdiag hLcorr hLacce ) rama egido sorios

0.015   0.1820 176

0.03

0.3978

0.1493 2586 -

0.7466 293 -

0.9348 7929 0.7710

81

0.0789 0.3945 5609 1122 561 0.045   0.8115 0.0560 0.2801 0.2846 4365 25539 2769 2231 0.06   0.9337 0.0958 0.4794 0.2735 7947 98863 9432 0568 0.075   1.0455 0.1323 0.6617 0.2794 4159 55667 7833 7167 0.011208 0.056042 0.508707 promedio 598 99 01

A/ora /allamos el álulo de la longitud e!ui'alente on las &ormulas antes dadas2 h L especifico =

¿( m )=

h L diagrama ( promedio )  L

h L accesorios ( promedio)

¿ accesorios∗hLespecifico

h L especifico =

¿ ( m )= ¿ (m)  D

  0.05604

( 4 )( 0.003677 )

=

34.5837 0.0127

0.01121 3.048

=¿

0.003677

=34.5837

=2723.1256

0iscusiones 1 concusiones: - La longitud e!ui'alente eperimental es de "4$9>m, la ual se interpreta omo, la perdida de energ*a ser*a igual a una tu+er*a reta de "4$9> m - Analizando los resultados de las prdidas de arga generadas por los aesorios, se onluye !ue al aumentar el audal, las prdidas se /aen mayores, esta+leindose una relai(n diretamente proporional$ De igual manera es el omportamiento de las prdidas por unidad de longitud, respeto a la 'ariai(n del audal$

2ibiogra34a: -