PErdidas Secundarias en Tuberias

“Año de la Promoción de la Industria Responsable y del compromiso climático”

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL INGENIERÍA MECÁNICA



ASIGNATURA: Laboratorio de Maquinas térmicas e hidráulicas



DOCENTE: Ing. NELVER J. ESCALANTE ESPINOZA



TEMA: Perdidas Secundarias de carga en tuberías flujo interno



ALUMNO: LARA SÁENZ, Jaime Richard.



CICLO: VIII

NUEVO CHIMBOTE, Noviembre 2014

Laboratorio Laboratorio Nº 2

Universidad Nacional del Santa

Pérdidas de carga en tuberías flujo interno 1. OBJETIVOS: A. OBJETIVO GENERAL Evalúa las perdidas secundarias en un fluido en flujo interno a través de un conjunto de tuberías y accesorios en función de la caída de presión. B. OBJETIVOS ESPECÍFICOS



Determinar las pérdidas locales o secundarias dentro de codo de

90º,

contracciones, ensanchamientos e inglete dentro de un banco de tuberías. 

Calcular el margen de de error entre la constante del accesorio calculado experimentalmente y el teórico.



Conocer la simbología de redes de flujo interno.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO Los fluidos en movimiento o flujo interno forman parte básica para la producción de servicios dentro de las actividades industriales, residenciales y comerciales. Al Ingeniero en Energía le compete el tratamiento adecuado de la conducción de flujos bajo conceptos de optimización económica, técnica, ambiental y de estética. La aplicación de la Ecuación de Bernoulli para fluidos reales, entre 2 secciones de un mismo tramo de tubería es:

Donde: Donde:

                        

  Es la sumatoria de pérdidas primarias.   Pérdidas secundarias o locales por accesorio. 2

Laboratorio de maquinas térmicas e hidráulicas

Laboratorio Nº 2


Al hablar de perdidas en tuberías, lleva a estudiar los flujos internos que sean completamente limitados por superficies sólidas con un grado de rugosidad según el material del cual están fabricadas. Este flujo es muy importante de analizar ya que permitirá diseñar las redes de tuberías y sus accesorios más óptimos. Las pérdidas de energía que sufre una corriente cuando circula a través de un circuito hidráulico se deben fundamentalmente a: 

Variaciones de energía potencial del fluido.



Variaciones de energía cinética.



Rozamiento o fricción.

A. PÉRDIDAS PRIMARIAS Llamadas perdidas longitudinales o pérdidas por fricción, son ocasionadas por la fricción del fluido sobre las paredes del ducto y se manifiestan con una caída de presión. Empíricamente se evalúa con la formula de DARCY - WEISBACH:

Donde:

  

L = longitud de la tubería. D = Diámetro de la tubería. V = velocidad media del flujo. f

= factor de fricción de la tubería.

De donde el factor de fricción de la tubería depende del Número de Reynolds (Re) y de la rugosidad relativa ( ε / D ) . Para esto se hace uso del Diagrama de Moody. Básicamente las Pérdidas primarias son directamente proporcionales a la longitud de la tubería.

3 Laboratorio de maquinas térmicas e hidráulicas

Laboratorio Nº 2


B. LAS PERDIDAS SECUNDARIAS Son las pérdidas de forma, que tienen lugar en las transiciones (estrechamientos o expansiones de la corriente), codos, válvulas, y en toda clase de accesorios de tubería. Se definen como las pérdidas de forma, que tienen lugar en las transiciones (estrechamientos o expansiones de la corriente), codos, válvulas y en toda clase de accesorios de tubería. Se conocen también como pérdidas menores, las pérdidas de cabeza de un sistema ocasionado por cambios de dirección del flujo, juntas, codos, válvulas y en general todo tipo de accesorios que acompañan la tubería. Sin embargo en ocasiones pueden alcanzar valores más altos que las pérdidas por fricción, sobre todo en tramos cortos con gran cantidad de accesorios.

Las pérdidas menores se calculan experimentalmente y son directamente proporcionales al cuadrado de la velocidad del fluido, dependiendo además de un factor de corrección “K” propio de cada accesorio; y que está dado

experimentalmente por el fabricante del mismo y depende, básicamente de las dimensiones.

Otra forma común de expresar las pérdidas menores, es hacerlo mediante longitudes equivalentes de tubería, para lo cual se recurre al uso de nomogramas; teniendo como datos de entrada el diámetro interior de tubería y el factor k. La longitud equivalente se suma a la longitud del ducto y se utiliza la ecuación de Darcy – Weisbach. En este caso se aplica la ecuación de Bernoulli entre dos puntos entre los cuales existen distintos accesorios de tubería.


Laboratorio Nº 2




 Cálculo de  : Aplicamos la ecuación:

     



Donde es la velocidad antes del accesorio y experimentalmente.

 es un coeficiente determinado

Este coeficiente es necesario excepto en el caso debido a una expansión brusca de la tubería. Donde finalmente:

    A. ENSANCHAMIENTO SÚBITO: Al fluir un fluido de un conducto de menor a uno mayor a través de una dilatación súbita, su velocidad disminuye abruptamente, ocasionando una turbulencia que genera una pérdida de energía. La cantidad de turbulencia, y por consiguiente, la cantidad de pérdida de energía, depende del cociente de los tamaños de los dos conductos. La pérdida menor se calcula de la ecuación:

      Donde v1 es la velocidad de flujo promedio en el conducto menor que está delante de la dilatación. Al hacer ciertas suposiciones de simplificación respecto del carácter de la corriente de flujo al expandirse a través de una dilatación súbita, es posible predecir analíticamente el valor de k a partir de la siguiente ecuación:

         *+ = [ ] 5 Laboratorio de maquinas térmicas e hidráulicas

Laboratorio Nº 2


FUENTE: Robert L.Mott.1996.Mecánica de Fluidos Aplicada. 4 ed. México: Prentice Hall

B. Ensanchamiento gradual: Si la transición de un conducto menor a uno mayor puede hacerse menos abrupta que la dilatación súbita de bordes cuadrados, la perdida de energía se reduce. Esto normalmente se hace colocando una sección cónica entre los dos conductos, como se muestra en la siguiente figura. Las paredes en pendiente del cono tienden a guiar el fluido la desaceleración y expansión de la corriente de flujo.


Laboratorio Nº 2



La pérdida de energía para una dilatación gradual se calcula a partir de:

      Donde v1 es la velocidad del conducto menor que está delante de la dilatación. La magnitud de K depende tanto de la proporción de diámetro D 2 / D1 como del ángulo de cono, θ y D 2 / D1.

C. Contracción súbita: La pérdida de energía debido a una contracción súbita, como la esbozada en la figura se calcula a partir de:

     

Donde v2 es la velocidad en la corriente hacia abajo del conducto menor a partir de la contracción. El coeficiente de resistencia K depende de la proporción de los tamaños de los dos conductos y de la velocidad de flujo, como se muestra en la figura.



Laboratorio Nº 2


D. Contracción gradual: La pérdida de energía en una contracción puede disminuirse sustancialmente haciendo la contracción más gradual. La figura muestra una contracción de este tipo, formada mediante una sección cónica entre los dos diámetros con cambios abruptos en las junturas. El ángulo Ѳ se denomina ángulo de cono.


E. Coeficiente de resistencia para juntas y válvulas: Se dispone de muchos tipos diferentes de válvulas y juntura de varios fabricantes para especificaciones e instalación en sistemas de flujo de fluido. Las válvulas se utilizan para controlar la cantidad de flujo y pueden ser válvulas de globo, de ángulo, de mariposa, otros varios tipos de válvula de verificación y mucha más. El valor K es:

  () 

, llamado la proporción de longitud equivalente, se reporta en la siguiente tabla y se considera que es una constante para un tipo dado de válvula o juntura. El valor de  mismo se denomina la longitud equivalente y es la longitud El valor de

del conducto recto del mismo diámetro nominal como la válvula que tendría la misma resistencia que esta. El termino D es el diámetro interno real del conducto.


Laboratorio Nº 2


Longitud Tipo

equivalente (Lc / D)

Válvula de globo – complemente abierta

340

Válvula de ángulo – complemente abierta

150

Válvula de compuerta – complemente abierta

8

-

¾ abierta

35

-

½ abierta

160

-

¼ abierta

900

Válvula de verificación – tipo giratorio

100

Válvula de verificación – tipo bola

150

Válvula de mariposa – completamente abierta

45

Codo estándar 90º

30

Codo de radio de largo de 90º

20

Codo de calle de 90º

50

Codo estándar de 45º

16

Codo de calle de 45º

26

Codo de devolución cerrada

50

Te estándar – con flujo a través de un tramo

20

Te estándar – con flujo a través de una rama

60

El término

  es el factor de fricción en el conducto al cual está conectada la válvula

o juntura, tomado en la zona de turbulencia completa.

  varían con el tamaño del conducto y de la válvula, ocasionando que el valor del coeficiente de resistencia K también varíe la siguiente tabla enumera los valores de   para tamaños estándar de conductos de acero comercial, nuevo y Los valores de

limpio.


Laboratorio Nº 2


Tamaño de

Factor de

conducto

fricción,

Nominal (pulg)

Tamaño de

 

conducto

Factor de fricción,

Nominal (pulg)

½

0.027

4

0.017

¾

0.025

5

0.016

1

0.023

6

0.015

1¼

0.022

8-10

0.014

1½

0.021

12-16

0.013

2

0.019

18-24

0.012

2 ½, 3

0.018

 

Factor de Fricción en Zona de Turbulencia completa para conductos de acero comercial nuevo y limpio.

C. FLUJO LAMINAR

Es uno de los dos tipos principales de flujo en fluido. Se llama flujo laminar o corriente laminar, al movimiento de un fluido cuando éste es ordenado, estratificado, suave. En un flujo laminar el fluido se mueve en láminas paralelas sin entremezclarse

y

cada partícula

de fluido sigue

una

trayectoria

suave,

llamada línea de corriente. En flujos laminares el mecanismo de transporte lateral es exclusivamente molecular. Se puede presentar en las duchas eléctricas vemos que tienen líneas paralelas El flujo laminar es típico de fluidos a velocidades bajas o viscosidades altas, mientras fluidos de viscosidad baja, velocidad alta o grandes caudales suelen ser turbulentos. El Reynolds es un parámetro a dimensional importante en las ecuaciones que describen en que condiciones el flujo será laminar o turbulento. En el caso de fluido que se mueve en un tubo de sección circular, el flujo persistente será laminar por debajo de un número de Reynolds crítico de aproximadamente 2040. Para números de Reynolds más altos el flujo turbulento puede sostenerse de forma indefinida. Sin embargo, el número de Reynolds que delimita flujo turbulento y laminar depende de la geometría del sistema y además la transición


Laboratorio Nº 2


de flujo laminar a turbulento es en general sensible a ruido e imperfecciones en el sistema El perfil laminar de velocidades en una tubería tiene forma de una parábola, donde la velocidad máxima se encuentra en el eje del tubo y la velocidad es igual a cero en la pared del tubo. En este caso, la pérdida de energía es proporcional a la velocidad media, mucho menor que en el caso de flujo turbulento.

D. FLUJO TURBULENTO

En mecánica de fluidos,

se llama flujo turbulento o corriente turbulenta al

movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos aperiódicos, (no coordinados) como por ejemplo el agua en un canal de gran pendiente. Debido a esto, la trayectoria de una partícula se puede predecir hasta una cierta escala, a partir de la cual la trayectoria de la misma es impredecible, más precisamente caótica. Las primeras explicaciones científicas de la formación del flujo turbulento proceden de Andréi Kolmogórov y Lev D. Landau (teoría de Hopf-Landau). Aunque la teoría modernamente aceptada de la turbulencia fue propuesta en 1974 por David Ruelle y Floris Takens.


Laboratorio Nº 2


E. DIAGRAMA DE MODDY

El diagrama de Moody es la representación gráfica en escala doblemente logarítmica del factor de fricción en función del número de Reynolds y la rugosidad relativa de una tubería. En la ecuación de Darcy-Weisbach aparece el término

que representa el factor

de fricción de Darcy, conocido también como coeficiente de fricción. El cálculo de este coeficiente no es inmediato y no existe una única fórmula para calcularlo en todas las situaciones posibles. Se pueden distinguir dos situaciones diferentes, el caso en que el flujo sea laminar y el caso en que el flujo sea turbulento. En el caso de flujo laminar se usa una de las expresiones de la ecuación de Poiseuille; en el caso de flujo turbulento se puede

usar

la ecuación

de Colebrook-White además

de

algunas

otras

cómo ecuación de Barr, ecuación de Miller, ecuación de Haaland. En el caso de flujo laminar el factor de fricción depende únicamente del número de Reynolds. Para flujo turbulento, el factor de fricción depende tanto del número de Reynolds como de la rugosidad relativa de la tubería, por eso en este caso se representa mediante una familia de curvas, una para cada valor del parámetro , donde k es el valor de la rugosidad absoluta, es decir la longitud (habitualmente en milímetros) de la rugosidad directamente medible en la tubería. En la siguiente imagen se puede observar el aspecto del diagrama de Moody.


Laboratorio Nº 2

3.


EQUIPOS Y MATERIALES: 

Banco Hidráulico.



Equipo demostrativo para perdidas de carga FME-05.



Cronometro digital.



Extensión.


Laboratorio Nº 2


4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: A. LLENADO DE TUBO MANOMÉTRICOS: 

Cierre de las válvulas de suministro de agua del banco hidráulico yde descara del equipo demostrativo.



Encienda el motor de la bomba de agua del banco hidráulico y en forma progresiva, abra las válvulas de suministro de agua del banco y de la descarga del equipo demostrativo para pérdidas secundarias, inundando todos los conductos del equipo, con la finalidad de eliminar las burbujas de aire.



Luego de que el sistema se encuentra a presión de 0.5 Bar y libre de burbujas de aire ir cerrando rápidamente las dos válvulas y apagar el motor de la bomba.



Abrir la válvula de venteo y bombear aire hasta alcanzar los doce niveles de vidrio hasta una altura de 100 mm. De columna de agua. Ayudarse abriendo ligeramente la válvula de descarga. Cerrar hasta alcanzar una presión en el sistema de 0 bar.

B. PERDIDA DE CARGA EN ACCESORIOS: 

Cerrar las válvulas, dejando solo abierta la válvula de entrada y la salida del codo largo hacia las alturas piezométricas.



Encender el motor de la bomba de agua, fijando un determinado flujo para regular el caudal, y procurando la existencia de una diferencia entre las 2 alturas piezométricas.



Repetir el mismo pasó con otro caudal.



Realizar lo mismo con cada uno de los accesorios.



Secar y limpiar el equipo de pruebas.


Laboratorio Nº 2


3. DATOS RECOLECTAR Para cada accesorio: Codo largo, codo medio, ensanchamiento elaborar los siguientes cuadros:



Volumen

Tiempo (sg)

hi (mmca)

hs (mmca)

3 litros 3 litros 5 litros A continuación las tablas de cada accesorio: D A T O S O B T E N ID O S :

CODO LARGO

Volumen(L)

Tiempo (sg)

hi (mmca)

hs (mmca)

3 4 5 6 7

15.12 20.54 28.33 32.06 38.18

288 244 249 257 256

233.5 241 244 252 251

Volumen(L)

Tiempo (sg)

hi (mmca)

hs (mmca)

3 4 5 6 7

11.38 14.12 17.27 21.20 24.28

292 299 304 306 309

228 222 235 236 238

Volumen(L)

Tiempo (sg)

hi (mmca)

hs (mmca)

3 4 5 6 7

19.57 24.77 32.43 40.46 46.49

338 354 355 380 382

321 333 334 360 362

CODO CORTO

CONTRACCION


Laboratorio Nº 2


ENSANCHAMIENTO

Volumen(L)

Tiempo (sg)

hi (mmca)

hs (mmca)

3 4 5 6 7

11.31 14.55 17.78 21.32 25.62

397 398 301 308 309

402.5 402.5 306 314 313

Volumen(L)

Tiempo (sg)

hi (mmca)

hs (mmca)

3 4 5 6 7

11.65 17.39 22.14 27.36 31.74

238 254 236 237 238

229 242 227 229 231

Volumen(L)

Tiempo (sg)

hi (mmca)

hs (mmca)

3 4 5 6 7

12.95 16.11 20.52 25.47 28.95

359 353 358 349 348

290 245 243 236 238

Volumen(L)

Tiempo (sg)

P1(bar)

P2(bar)

3 4 5 6 7

7.44 9.34 11.87 17.34 40.32

0.2 0.3 0.5 1 2

0 0 0 0 0

CODO MEDIO

INGLETE

VALVULA


Laboratorio Nº 2


4. CUESTIONARIO: a) Para cada accesorio elaborar y llenar el siguiente cuadro: CODO LARGO

Q (m3 /s)

V2(m/s)

Δh

K

              

0.15333 0.14771 0.12132 0.13642 0.13902

0.0045 0.003 0.005 0.005 0.005

0.5758 0.3985 0.8086 0.7191 0.7056 0.64152

PROMEDIO

DATOS QUE TENEMOS D = 1 pul. = 0.0254 m

y

A=

De la ecuación:

 =  

Para Caudal: Q (m3 /s)= V/t

   

    y   =  2

y

Kteorico= 0.6

%Kerror

CODO LARGO 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 CODO LARGO

0.08 0.06 0.04 0.02 0 0.0045

0.003

0.005

0.005

0.005


Laboratorio Nº 2


CODO CORTO

Q (m3 /s)

V2(m/s)

Δh

K

             

0.2707 0.3125 0.3265 0.3120 0.3237

0.064 0.077 0.069 0.070 0.071

4.6386 4.8343 4.1463 4.4019 4.3034 4.4649

PROMEDIO


y

A=

De la ecuación:

 =  


   

     =   2

y

y

Kteorico= 2.7

%Kerror

CODO CORTO 0.35 0.3 0.25 0.2 CODO CORTO

0.15 0.1 0.05 0 0.064

0.077

0.069

0.07

0.071


Laboratorio Nº 2


CONTRACCION

Q (m3 /s)

V2(m/s)

Δh

K

             

0.0916 0.1016 0.0926 0.0856 0.0883

0.017 0.021 0.021 0.020 0.020

3.6413 4.0553 4.4495 4.5841 4.4440 4.2340

PROMEDIO


y

A=

De la ecuación:

 =  


   

     % =  2

y

y

Kteorico= 2.7

%Kerror

Contracción 0.105 0.1 0.095 0.09 0.085 0.08 0.075 0.017

0.021

0.021

0.02

0.02


Laboratorio Nº 2


ENSANCHAMIENTO

Q (m3 /s)

V2(m/s)

Δh

K

             

0.2740 0.2944 0.3080 0.3085 0.2908

0.0105 0.0045 0.004 0.006 0.004

0.7519 0.3000 0.2548 0.3816 0.2699 0.3916

PROMEDIO


y

A=

De la ecuación:

 =  


   

    y   =  2

y

Kteorico= 0.68

%Kerror

Ensanchamiento 0.32 0.31 0.3 0.29 0.28 0.27 0.26 0.25 0.0105

0.0045

0.004

0.006

0.004


Laboratorio Nº 2


CODO MEDIO

Q (m3 /s)

V2(m/s)

Δh

K

             

0.2588 0.2060 0.1986 0.1874 0.1886

0.009 0.012 0.009 0.008 0.007

0.6823 1.1410 0.8891 0.8375 0.7282 0.8552

PROMEDIO


y

A=

De la ecuación:

 =  


   

    y   =  2

y

Kteorico= 0.75

%Kerror

Serie 1 0.3 0.25 0.2 0.15

Serie 1

0.1 0.05 0 0.009

0.012

0.009

0.008

0.007


Laboratorio Nº 2


INGLETE

Q (m3 /s)

V2(m/s)

Δh

K

             

0.2029 0.2401 0.2315 0.2161 0.2277

0.031 0.028 0.025 0.023 0.030

2.997 2.880 2.118 2.882 2.585 2.693

PROMEDIO


y

A=

De la ecuación:

 =  


   

    y  =      2

y

Kteorico= 3.5

%Kerror

Inglete 0.25 0.24 0.23 0.22 0.21 0.2 0.19 0.18 0.031

0.028

0.025

0.023

0.03


Laboratorio Nº 2

b)


Investigar acerca que entidades se encargan de Normar los Sistemas Hidráulicas.

En los últimos treinta años el Perú desarrolló varios grandes proyectos hídricos de propósitos múltiples en distintas cuencas de la costa como CHIRA-PIURA, CHAVIMOCHIC, CHINECAS, JEQUETEPEQUE-ZAÑA, MAJES, CHARCANI y otros. Cada uno de estos proyectos hídricos está compuesto por varios elementos que conforman un sistema hidráulico. Para facilitar la elaboración del modelo de simulación piloto y asegurar su posterior difusión y generalización se cuenta con la colaboración de cuatro entidades copatrocinadoras que aseguran la adecuada inserción del Proyecto 97004 en el ámbito universitario y académico, entre las autoridades de aguas, las instancias políticas en el sector energético y entre los proyectos que manejan represas de propósitos múltiples. 1. Instituto de Hidráulica, Hidrología e Ingeniería Sanitaria de la Universidad de Piura.Entidad de prestigio reconocido en el Perú y en el exterior; se encargará de la parte universitaria y académica. Asegura la diseminación del Proyecto 97004 en el ámbito universitario.

2. El Vice-Ministro de Energía es la más alta autoridad técnica en el sector energético; define y propone las políticas del sector y emite normas legales y reglamentarias para las actividades de las empresas en este campo. Asegura el uso efectivo de los resultados del Proyecto 97004.

3. La Autoridad Autónoma de la Cuenca Hidrográfica Chira-Piura es la entidad de mayor jerarquía en el manejo del agua y responsable de la asignación del recurso hídrico entre los diferentes usuarios. Se responsabiliza de difundir los resultados del Proyecto 97004 ante el Ministerio de Agricultura y demás autoridades de agua.

4. El Proyecto Especial Chira-Piura del Instituto Nacional de Desarrollo es el responsable del manejo, mantenimiento y control de la infraestructura mayor del SCHP. Su participación es vital en la elaboración del modelo matemático de simulación, en su aplicación efectiva en este sistema hidráulico y en su diseminación en otras entidades similares donde también existen reservorios de propósitos múltiples. 23 Laboratorio de maquinas térmicas e hidráulicas

Laboratorio Nº 2


c) Describir la Nomenclatura Técnica para distintos accesorios hidráulicos.



BOMBA HIDRAULICA DE PALETAS

Bomba hidráulica de paletas, desplazable y de doble efecto, que abastece al cilindro de un caudal constante de aceite. La bomba lleva, además, incorporadas:

a) Válvula de regulación de caudal: Montada en el interior de la misma bomba. De esta forma, la velocidad variable de la bomba en función de las revoluciones del motor no influye en el caudal constante de salida.

b) Válvula de seguridad: Susceptible de ser tarada hasta una presión máxima de 140 kp /cm2 de acuerdo con las características de la servodirección y del vehículo donde debe ser montada.



DEPOSITO / FILTRO

Normalmente, el depósito de aceite va montado en la misma bomba hidráulica si, en su colocación en el vehículo, hay espacio suficiente para ambos. De lo contrario debe y puede colocarse independientemente.



CILINDRO – DISTRIBUIDOR

Según queda indicado en la misma, las características de los diferentes cilindros estarán en función del vehículo donde deban montarse, principalmente en lo que respecta a:

a) Carrera del cilindro, de acuerdo con la longitud y el recorrido de la biela de empuje de las ruedas.


Laboratorio Nº 2


b) El extremo de acoplamiento debe indicarse exactamente según las variantes indicadas. También podrá suministrarse dejado de desbaste para que, al montarlo en el vehículo, se pueda mecanizar con arreglo a la rótula en que se vaya a instalar.

c) La bola de unión de la barra de dirección se envía, salvo indicación en contra, con sobremedida para que se mecanice según sea su acoplamiento (mecanizar a la m edida del diámetro interior de la barra de dirección).

Además de las características estándar descritas, pueden fabricarse los cilindros con diferentes carreras y con los extremos y bolas de unión totalmente terminados según las medidas que se soliciten.



ACEITE HIDRAULICO

El aceite hidráulico empleado debe poseer las siguientes características:

- De 3 a 3,5ºC, a 50ºC. - Índice de viscosidad: 130 Elementos de un sistema oleo hidráulico:

d)

-

El fluido hidráulico.

-

Las líneas de construcción.

-

El deposito.

-

Los filtros.

-

Los refrigeradores.

-

Válvulas.

-

Manómetros.

-

Bomba.

¿Qué diferencia existe entre hidráulica y el óleo hidráulico? Se aplica las mismas ecuaciones teóricas en los diseños óleo hidráulico .


Laboratorio Nº 2


Un sistema hidráulico constituye un método relativamente simple de aplicar grandes fuerzas que se pueden regular y dirigir de la forma más conveniente. Otras de las características de los sistemas hidráulicos son su confiabilidad y su simplicidad. Todo sistema hidráulico consta de unos cuantos componentes relativamente simples y su funcionamiento es fácil de entender.

De esto sale la fórmula de Presión = Fuerza/Superficie. P=F/S

De aquí podemos deducir que la Fuerza= Presión x Superficie; y Superficie=Fuerza/Presión. La presión se mide generalmente en Kilogramos/cm2.

La hidráulica consiste en utilizar un líquido para transmitir una fuerza de un punto a otro.

Los líquidos tienen algunas características que los hacen ideales para esta función, como son las siguientes:



Incompresibilidad. (Los líquidos no se pueden comprimir)



Movimiento libre de sus moléculas. (Los líquidos se adaptan a la superficie que los contiene).



Viscosidad. (Resistencia que oponen las moléculas de los líquidos a deslizarse unas sobre otras).



Densidad. (Relación entre el peso y el volumen de un líquido). D=P/V La densidad patrón es la del agua que es 1, es decir un decímetro cúbico pesa un kilo.


Laboratorio Nº 2


Generalmente la fuerza Hidráulica se consigue empujando el aceite por medio de una bomba conectada a un motor, se transmite a través de tuberías metálicas, conductos, latiguillos, etc. y se proyecta en cilindros hidráulicos, motores, etc.

e)

Partiendo de la ecuación de la energía y de Bernoulli, hallar la ecuación de pérdidas secundarias por una tubería horizontal.

Tenemos:

              Donde:

…………………. (1)

    

Luego:

                   Consideraciones:

1).- Z1 y Z2 Se encuentran en la Línea de referencia; Z1 = Z2 2).- Como A1>> A2; V1= 0 3).- Como P1 y P2 están a una presión; ρ1 = ρ2 4).- Como las pérdidas; por Longitud hfp = 0

Entonces:

     27

Laboratorio de maquinas térmicas e hidráulicas

Laboratorio Nº 2


Por lo tanto:

     Lo que se quería demostrar.

5. RECOMENDACIONES

 Se recomienda observar la pérdida de fricción que existe por longitud de tubería  Se debe tomar una mayor cantidad de pruebas para tener un mejor resultado y así

poder interpretar los resultados.  Además se debe verificar que los piezómetros deben estar libres de burbujas de aire

ya que estos alteran y/o modifican los resultados.  Finalmente se debe tener en cuenta los caudales que se van a tomar.  Es importante tener en cuenta a la hora de diseñar un sistema hidráulico, las pérdidas

que se producen debido a la fricción porque determinaran el diseño óptimo.  El control por pérdidas de presión se pueden controlar por medio de una sectorización

hidráulica.  Tener en cuenta la gradiente hidráulica en los ensayos ya estas son una clara muestra

de la caída de presión.  Se recomienda utilizar sistemas cerrados como tuberías para flujos turbulentos y un

flujo laminar para canales. 6. CONCLUSIONES  Se concluye que las pérdidas de carga es mayor en un flujo turbulento que en el

laminar.  La fricción reduce la presión, provocando una “perdida” de presión.  Los cambios de presión se originan a partir de los cambios de altura, velocidad y de la

fricción.  Se puedo calcular el margen de error entre lo teórico y lo práctico


Laboratorio Nº 2


7. BIBLIOGRAFÍA: 

Hidráulica de tuberías y canales: Arturo Rocha Felices



Mecánica de fluidos e Hidráulica: Ranald V. Giles



Ingeniería mecánica de fluidos y maquinas hidráulicos- C. MATAIX



Mecánica de fluidos- I. SHAMES



Mecánica de fluidos- POTTER


PErdidas Secundarias en Tuberias

Recommend Documents