DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y BIOQUÍMICA LABORATORIO DE FENÓMENOS DE TRANSPORTE I PRÁCTICA No. ___4__ TÍTULO DE LA PRÁCTICA: FACTOR DE FRICCIÓN Y CAÍDA DE PRESIÓN EN VÁLVULAS Y ACCESORIOS NOMBRE DE LOS ALUMNOS CONTROL ALV ALVAREZ CABRERA VIRIDIANA VIRID IANA 11!1"#$ ARELLANO DOMINGUEZ ERIC% 11!!"# GUTIERREZ AGUILAR EDDIE &AZAEL 11!1 MALDONADO LOPEZ LUIS 'OSE 11!1$( SERRANO ZU)IGA PEDRO IVAN 11!1"$* VALDEZ FERNANDEZ 'OAQUIN
No.
11!14+"
REEALIZADA: 11,MARZO,#14 REPORTADA: 1$,MARZO,#14
INDICE OBJETIVO…………………………………………………………………..3 TEORIA Y DESARROLLO MATEMATICO……………………............3
MATERIAL MATERIAL Y EQUIPO EMPLEADO…………………………………….6 EMPLEADO…………………………………… .6
PROCEDIMIENTO EMPLEADO………………………………………….6
DATOS DATOS EXPERIMENTALES…………………… EXPERIMENTALES……………………………………………...6 ………………………...6
RESULTADOS……………………………………………………………...7
GRAFICAS………………………………………………………………….7
DISCUSION DE RESULTA RESULTADOS…………………………… DOS………………………………………….8 …………….8
COMENTARIOS…………………………………………………………….8
BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………9
APENDICE(S…………………………………………………………………9
OBJETIVO Determinar el factor de fricción y pérdidas por fricción experimentalmente en un sistema de tubería con accesorios y compararlo con el obtenido a partir de alguna grafica o correlación que se adapte al problema
TEORIA Y DESARROLLO MATEMATICO Muchos de los problemas ingenieriles de flujo pertenecen a uno de estos dos grandes grupos: flujo en conductos son el bombeo de petróleo por tuberías, flujo de agua en canales abiertos, extrusión de plásticos y flujo de un fluido a traés de un filtro! "jemplos de flujo alrededor de objetos sumergidos son el moimiento de aire aire alre alreded dedor or de las las alas alas de un aió aión n moi moimi mient ento o de flui fluidos dos alred alreded edor or de partículas en sedimentación y flujo a traés de una bancada de tubos en un cambiador de calor! "n los problemas problemas de flujo en conducciones conducciones se trata generalment generalmente e de obtener la relación existente entre la caída de presión y la elocidad olumétrica del fluido! "n los problemas de flujo alrededor de objetos sumergidos, lo que frecuentemente se desea conocer es la relación entre la elocidad de aproximación del flujo y la fuer#a resistente! $i se conocen las distribuciones de elocidad y presión en el sistema, se pueden hallar las relaciones que se desean en ambos casos! Debido a que para muchos sistemas que presentan gran interés de ingeniería no es posible calcular los perfiles de elocidad y presión, hay que recurrir a otros méto métodos dos para para hall hallar ar la caída caída de pres presió ión n en funció función n del del cauda caudall y la fuer# fuer#a a resis resiste tent nte e en funci función ón de la elo eloci cidad dad!! %ara %ara ello, ello, se util utili# i#an an algu algunos nos dato datos s experimental experimentales es de estas ariables con el fin de construir construir graficas o correlaciones correlaciones que permiten estimar el comportamiento de flujo de sistemas geométricamente
semejantes! Dichas gráficas y correlaciones hacen su uso del factor de fricción y se utili#an para resoler muchos problemas de gran importancia práctica!
MATERIAL Y EQUIPO • • • • • •
$istema de tubería con accesorios Manómetro agua & mercurio 'álulas $istema de bombeo (ronómetro )ureta
METODOLOGIA "l maestro dará información sobre: (oncepto del factor de fricción en tuberías *ugosidad (álculo del factor de fricción a partir de correlaciones +so de las gráficas del factor de fricción Deducirá la ecuación de )ernoulli plicará esta ecuación para determinar las pérdidas por fricción "xplicará cómo obtener las pérdidas por fricción a partir del concepto de longitud equialente nali#ará con el grupo como usar los factores e para la obtención de las perdidas por fricción • • • • • • •
•
"l alumno: %laneará su experimento $e famiali#ará con el equipo Desarrollará la práctica para determinadas elocidades de flujo tratando de cubrir regímenes laminar y turbulento "laborará el reporte y anali#ara sus resultados • • •
•
DATOS EXPERIMENTALES (aracterísti (aracterísticas cas generales del sistema de tubería tubería recta en la tabla -! "n la tabla . se muestra los datos de tuberías con accesorios! D!"#$%&'
L')!%*+
-P
-/!. mm
01 cm
-/!. mm
01 cm
Tabla Tabla 1. Datos de tubería recta.
F,*-'
T!$#0'
2!3 mm de agua
V',*#%&!/' -/ 4 5min
61 segundos
-.!- mm de agua
.1 4 5min
61 segundos
D!"#$%&'
-P
L')!%*+
-/!. mm
. cm
2!3 mm de
F,*-'
T!$#0'
V',*#%&!/' .6!. 4 5 min
61 segundos
-1
agua Tabla Tabla 2. Datos de tubería con accesorios.
CANT.
TIPO
Valor Valor
2
Codo 90°
0.6 5
por unidad
Tabla Tabla 3. Datos teóricos sobre valor de codos de !"
#$%&'TADO% (edi ción
) *l+,in-
1 2
17 20
P *,,A/ua-
0v *,+se/-
N#e
9 .4 12.1
1.21 3.33
20947.88 24647.6
f ep
0.006574 0.006312
$v ep $v teór teóric ica a 2 2 2 2 *, +s *, +s -
0.895 1.2 0
0.90 1.21
De la ,edición con accesorios se obtuvieron los si/uientes datos (ed i ción 1
) P *l+,in- *c,42O-
0v *c,+,in-
N#e
26.2
1.8764
32274.08
31.5
f ep
0.005901
$v ep $v teór teóric ica a 2 2 2 2 *, +s *, +s -
2.77
DISCUSION DE RESULTA RESULTADOS…………………………… DOS………………………………………….8 …………….8
COMENTARIOS…………………………………………………………….8
BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………9 1%%02/4!.!5%.*#.#!,4#$/+$:,*!+';P&/%!/; <=>L4'&%'&!';PRACTICA?.0+:
APENDICE(S Datos adicionales:
1.46
Densidad = 1000kg/ Viscosidad Viscosidad = 110 1 10!3 kg/"s #n la $ig%&a 1 se "%est&a %na ta'la to"ada del li'&o de $en("enos de t&ans)o&te *+.,. ,i&d- en la c%al nos a%da& a to"a& el dato e. o %tilia&e"os en t%'e&a &ecta de dos codos )a&a el clc%lo de )&didas de $&icci(n.
"cuación de )ernulli:
C",/*,' +$ :/%'& +$ :&!//!@ •
%ara
+tili#ando:
•
%ara
(on ccesorios •
%ara
%e calcula $v Teórica *tubo recto- 1" prueba a&a calc%la&
E v 7
)o&
ev
del li'&o de ,i&d )ag. 7!10 a'la 7.4!1
+ = +adio id&%lico Rh =
v E
Diametro 4
=
0.0172m 4
= .0043m
1 m 2 m ) 0.80m ( 0.006574) = 0.895 seg = (1.21 seg 2 0.0043m 2
2
Calcular caída de presión
l co")a&a& con la cada de )&esi(n e)e&i"ental
calc − e) e)
;100
%e calcula $v Teórica *tubo recto- 2" prueba
v E
1 m 2 m ) 0.80m ( 0.006312) = 1.20 seg = (1.433 seg 2 0.0043m 2
2
Calcular caída de presión
calc − e) e)
;100
Con Accesorios C5lculo de $v Teórica a&a calc%la&
E v 7
)o&
ev
del li'&o de ,i&d )ag. 7!10 a'la 7.4!1
1 f + ∑ 〈 v〉 2 ev Rh i i 2 Diametro 0.0172m = = .0043m + = +adio id&%lico Rh = 4 4 v = E
e calc%la
v E
1
2
E v
con alo&es de dos to"ando )&o"edio> codo 90° = 0.65;2= 1.3=e
∑ 2 〈v〉
7
L
1 m 2 m 2 ) 0.203m ( 0.005901) + 1 (1.8764 seg ) *1.3= (1.8764 seg 2 2 0.0043m 2
m = 2.77 seg 2
Para $v eperi,ental Calc%la& cada de &esi(n
calc − e) e)
;100
?ota: #l signo signo negatio de
− E v indica @%e esa ene&ga se )ie&de en el siste"a. 7
Tabla Tabla de constantes $v de di6erentes accesorios.
