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UNIVERSIDAD PERUANA UNIONFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURAE.A.P. INGENIERIA CIVILLABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS

UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

EAP Ingeniería Civil

LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS

Informe de Practicas

Informe presentado en cumplimiento parcial de la asignatura de Mecánica de Fluidos

Autor:

Acsara Flores Luz Marina

Profesor:

Ing. Betsaida Pérez Capcha

Juliaca,17 de Junio del 2015

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1. Introducción

En este presente informe se presentará los diferentes tipos de fluidos que se aprendio durante el IV ciclo académico del 2015 es decir una recopilación de los ensayos realizados durante el ciclo. Durante todo el proceso de ensayos se comenzó en primer lugar a conocer el funcionamiento y la composición del Banco Hidráulico de Base con la cual se hicieron varios tipos de ensayos (metacentro de un flotador, empuje hidrostático sobre las superficies inmersas, estudio del flujo a través de un tubo de Venturi– el Venturi como medidor de caudal, estudio del teorema de Bernoulli, estudio de las perdidas por rozamiento en un tubo – perdidas de carga en un conducto de sección constante - conducto con brusca variación de sección), también se determinó el número de Reynolds con el equipo de Reynolds y las pérdidas de carga distribuidas en os tubos T1 y T2 con el equipo hidráulico H38D/EA. En cuanto al Banco Hidráulico y sus accesorios, ha sido diseñado para permitir una amplia gama de experiencias en la mecánica de fluidos y está compuesto de: tanque de drenaje, superficie de apoyo, tubo de alimentación, orificio de descarga, tanque de alimentación, bastidor con ruedas, bomba centrifuga manómetro Bourdon.

El ensayo de metacentro de un flotador nos sirve para obtener la altura metacéntrica la cual es muy importante cuando consideramos la estabilidad de cuerpos flotantes como barcos. El ensayo del empuje hidrostático sobe las superficies inmersas nos sirve por ejemplo, para determinar la estabilidad de una presa de gravedad y así analizar la fuerza hidrostática y la resultante de ello. El ensayo de determinación del número de Reynolds y así poder obtener el régimen de flujo en tuberías, si es laminar o turbulento, dependiendo del diámetro, densidad y viscosidad del fluido en una tubería. El ensayo de estudio del flujo a través de un tubo de Venturi como medidor de Caudal, donde, el tubo Venturi consta de una tubería corta recta, entre dos tramos cónicos, pues es un dispositivo que origina una pérdida de presión.

El ensayo de estudio del teorema de Bernoulli que nos ayuda a verificar el principio de Bernoulli que dice, de una manera sencilla, que si un fluido pasa por un punto a una mayor velocidad la presión disminuye, y si pasa a menor velocidad la presión aumenta. El ensayo de estudio de las perdidas por rozamiento en un tubo, nos ayuda a determinar la medición en diferentes tubos y caudales diferentes, las pérdidas de carga en ellos. Y finalmente el ensayo de pérdidas de carga distribuidas en los tubos T1 Y T2, lo cual consiste en una comparación de las pérdidas de carga en diferentes tuberías T1 y T2.

Todos estos ensayos realizados se darán a conocer y comprender su utilidad para el campo de práctica acerca del estudio hidráulico en cuanto a la mecánica de fluidos.

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Tabla de contenido

1. Introducción.............................................................................................................................2

2. Objetivo....................................................................................................................................4

2.1. Objetivo General.............................................................................................................4

2.2. Objetivo Especifico..........................................................................................................4

3. MARCO TEORICO................................................................................................................4

3.1. DESARROLLO GENERAL DEL TEMA.....................................................................5

3.1.1. CLASIFICACIÓN DE TUBERIAS.......................................................................5

3.2. ENSAYOS REQUERIDOS DE LOS FLUIDOS...........................................................6

3.3. MEMORIA DESCRIPTIVA..........................................................................................7

3.3.1. UBICACIÓN.............................................................................................................7

4. PRACTICAS REALIZADAS EN EL LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS……………………………………………………………………………………………………………………………………………..8

4.1. EMPUJE HIDROSTATICO SOBRE LAS SUPERFICIES INMERSAS...................8

4.2. METACENTRO DE UN FLOTADOR........................................................................13

4.3. DETERMINACION DEL NUMERO DE REYNOLDS.............................................17

4.4. ESTUDIO DE FLUJO A TRAVES DE UN TUBO DE VENTURI – EL VENTURI COMO MEDIDOR DEL CAUDAL........................................................................................23

4.5. ESTUDIO DEL TEOREMA DE BERNOULLI..........................................................31

4.6. PERDIDAS DE CARGA POR ROZAMIENTOEN UN TUBO................................36

4.7. ESTUDIO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA DISTRIBUIDAS EN LOS TUBOS T1 Y T2. ……………………………………………………………………………………………………………………………………42

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2. Objetivo

2.1. Objetivo General

Conocer y realizar el estudio Hidráulico de los ensayos que se nombran

más adelante en cuanto a la mecánica de fluidos.

2.2. Objetivo Especifico

Analizar e interpretar los resultados obtenidos de los ensayos.

En cuando resumen de todo los informes, lo mas interesante es recopilar y

seguir aplicando las prácticas de cada informe. Y así no poder olvidar el

aprendido.

3. MARCO TEORICO

Una tubería o cañería es un conducto que cumple la función de transportar agua u otros

fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. Cuando el líquido transportado es

petróleo, se utiliza el término oleoducto. Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza el

término gasoducto. También es posible transportar mediante tuberías materiales que, si

bien no son un fluido, se adecuan a este sistema: hormigón, cemento, cereales, documentos

encapsulados, etcétera.

Hay tres métodos de fabricación de tubería. Sin costura (sin soldadura).

La tubería se forma a partir de un lingote cilíndrico el cual es calentado en un horno antes

de la extrusión. En la extrusión se hace pasar por un dado cilíndrico y posteriormente se

hace el agujero mediante un penetrador. La tubería sin costura es la mejor para la

contención de la presión gracias a su homogeneidad en todas sus direcciones. Además es la

forma más común de fabricación y por tanto la más comercial.

Con costura longitudinal. Se parte de una lámina de chapa la cual se dobla dándole la

forma a la tubería. La soladura que une los extremos de la chapa doblada cierra el cilindro.

Por tanto es una soldadura recta que sigue toda una generatriz. Variando la separación

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entre los rodillos se obtienen diferentes curvas y con ello diferentes diámetros de tubería.

Esta soldadura será la parte más débil de la tubería y marcará la tensión máxima admisible.

Con soldadura helicoidal (o en espiral). La metodología es la misma que el punto anterior

con la salvedad de que la soldadura no es recta sino que recorre la tubería siguiendo la

tubería como si fuese roscada.

Las tuberías se construyen en diversos materiales en función de consideraciones técnicas y

económicas. Suele usarse el Poliéster Reforzado con fibra de vidrio (PRFV), hierro

fundido, acero, latón, cobre, plomo, hormigón, polipropileno, PVC, 1 polietileno de alta

densidad (PEAD), etcétera. Actualmente, los materiales más comunes con los que se

fabrican tubos para la conducción de agua son: PRFV, cobre, PVC, polipropileno, PEAD y

acero.

3.1. DESARROLLO GENERAL DEL TEMA.

3.1.1. CLASIFICACIÓN DE TUBERIAS

a) Tubería de acero y hierro dulce:

Se utiliza para altas presiones y temperaturas, generalmente transporta agua, vapor,

aceites y gases. Esta tubería se especifican por el diámetro nominal, el cual es

siempre menor que eldiámetro interior (DI)real de la tubería. De manera general

tiene tresclases: “estándar” (Schedule 40), extrafuerte (Schedule 80) y doble

extrafuerte.

b) Tuberías de hierro fundido:

Este tipo de tuberías se instala frecuentemente bajo tierra para transportar agua, gas y

aguas negras (drenaje); aunque también se utiliza para conexiones de vapor a baja presión.

Los acoplamientos de tuberías de hierro fundido generalmente son del tipo de bridas o del

tipo campana espigo.

5


c) Tuberías sin costura de latón y cobre:

Estas se usan extensamente en instalaciones sanitarias debido a sus propiedades

anticorrosivas. Tienen el mismo diámetro nominal de las tuberías de acero y hierro, pero el

espesor de sus paredes es menor.

d) Tuberías de cobre:

Se usan en instalaciones sanitarias y de calefacción en donde hay que tener en cuenta la

vibración y el des alineamiento como factores de diseño, por ejemplo en diseño

automotriz, hidráulico y neumático.

e) Tuberías plásticas:

Estas tuberías se usan extensamente en industria química debido a su resistencia a la

corrosión y a la acción de sustancias químicas. Son flexibles y se instalan muy fácilmente

pero no son recomendables para instalaciones en donde haya calor o alta presión.

3.2. ENSAYOS REQUERIDOS DE LOS FLUIDOS.

1) Determinación del Metacentro de un flotador.

2) Empuje hidrostático sobre las superficies inmersas.

3) Determinación del Número de Reynolds.

4) Estudio del flujo a través de un tubo de Venturi –El Venturi como medidor de caudal.

5) Estudio del Teorema de Bernoulli.

6) Estudio de las perdidas por rozamiento en un tubo –Pérdidas de carga en un conducto de

sección constante– conducto con brusca variación de sección.

7) Estudio de las pérdidas de carga distribuidas en los tubos T1 y T2.

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3.3. MEMORIA DESCRIPTIVA.

3.3.1. UBICACIÓN.

- DENOMINACIÓN.

Lugar: Universidad Peruana Unión (Villa Chullunquiani)

- GEOGRAFÍA.

Coordenadas UTM: E:0373521N:8284695

Altitud:3835 m.s.n.m.

- POLÍTICA.

Departamento: Puno

Provincia: San Román

Distrito: Juliaca

Núcleo Urbano: Chullunquiani

- DELIMITACIÓN.

Por el Norte: Bazar y choza, y Residencia de señoritas.

Por el Este: Residencia de varones, carretera a Arequipa

Por el Oeste: Pabellones UPeU (empresariales, ingeniería, DIGESI, pradera y la Finca)

Por el Sur: Pabellón del CAT, Residencia Huacantara, y carretera a Arequipa

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4. PRACTICAS REALIZADAS EN EL LABORATORIO DE MECANICA DE

FLUIDOS

4.1. EMPUJE HIDROSTATICO SOBRE LAS SUPERFICIES INMERSAS

Introducción

Las fuerzas distribuidas de la acción del fluido sobre un área finita pueden

reemplazarse convenientemente por una fuerza resultante. El ingeniero debe calcular las

fuerzas ejercidas por los fluidos con el fin de poder diseñar satisfactoriamente las

estructuras que los contienen. Es de suma importancia, calcular la magnitud de la fuerza

resultante y su línea de acción (centro de presión). El centro de presión, es un concepto que

se debe tener claro, ya que su determinación es básica para la evaluación de los efectos que

ejerce la presión de un fluido sobre una superficie plana determinada, por ejemplo: si se

quiere determinar el momento que está actuando sobre una compuerta o para estudiar la

estabilidad de una presa de gravedad, la pared de un tanque de almacenamiento de líquidos

o el caso de un barco en reposo. Cuando el cuadrante está sumergido en agua es posible

analizar las fuerzas actuantes sobre la superficie del cuadrante como sigue: la fuerza

hidrostática en cualquier punto de la superficie curva es normal a la superficie y por lo

tanto la resultante pasa a través del punto de pivote, porque esta localizados en el origen

del radio. La fuerza sobre la parte superior e inferior de la superficie curva no produce

ningún efecto en el momento que afecte al equilibrio del armazón, porque todas las fuerzas

pasan a través del eje.

Objetivo General

Determinacion experimental del metacentro de un cuerpo flotante

Conocer el procedimiento adecuado para realizar el ensayo con el método a

utilizar.

Analizar e interpretar los resultados obtenidos del ensayo, y sacar conclusiones.

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EMPUJE HIDROSTÁTICO

Principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o

parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con una fuerza igual al peso

del volumen del fluido desplazado por dicho cuerpo.

Cuando un cuerpo está sumergido en el fluido, se genera un empuje hidrostático

resultante de las presiones ejercidas sobre la superficie del cuerpo, que actúa siempre hacia

arriba.

Matemáticamente el principio de Arquímedes esta expresada de la siguiente forma:

E=γ∗hcg∗A

Donde:

E: Empuje Hidrostático

γ : Peso Específico

hcg : Altura de centro de gravedad

A: área sumergida

Las formulas a emplear en la práctica se deducen en S (t) (empuje teórico) y S (e)

(empuje experimental) y las unidades en que esta expresada en el S.I es en Newton (N).

S( t )=4 . 9∗10−4∗ y2

S(e )= P∗x

(300−y2

)

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Materiales

Recurso Hídrico (agua).

Equipos y Herramientas

Banco Hidráulico de Base H89.8D

Accesorios del equipo a utilizar.

Procedimiento Recomendado

a) Coger el balde con agua y vaciarlo en el tanque de alimentación

b) Montar la balanza sobre el equipo

c) Desplace la masa W hasta obtener el equilibrio de la balanza, la masa

P debe estar en cero en la escala.

d) Coloque la regla metálica con el cero correspondiente al vértice

inferior del cuerpo sumergido.

e) Encender el equipo con el interruptor general, para impulsar el agua y

llenar el recipiente de agua, hasta leer en la regla metálica una altura

de 100mm.

f) Lea el valor en X y apunte el dato junto al valor de Y.

g) Desplace hacia la izquierda el peso P de una cantidad fija de (20 a 30

mm).

h) Abra el grifo inferior y descargue el agua hasta obtener el nuevo

equilibrio del sistema.

i) Lea el valor de X y Y, anote los resultados en el cuadro n°1.

j) Repita las operaciones hasta poner la masa P cerca de cero.

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Presentación de datos y memoria de calculo

Empuje Hidrostático sobre las superficies Inmersas

Comparación de los Valores Teóricos y Experimentales

prueba n° y(mm) x(mm) S(t) S(e)

1 117 148 7.35 6.70

2 113 142 6.99 6.25

3 105 123 5.96 5.40

4 101 106 5.09 4.99

5 99 102 4.83 4.80

6 95 101 4.84 4.42

7 93 98 4.63 4.23

8 88 91 4.26 3.79

85 90 95 100 105 110 115 1200

1

2

3

4

5

6

7

8

Comparacion de valores Teoricos y Expe-rimentales

S Teórico S experimental

Y(mm)

S(N

)

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Análisis e Interpretación de Resultados

Del ensayo realizado se pudo observar que al disminuir la profundidad en “Y” en

empuje hidrostático que experimenta el cuerpo en menor. Por lo tanto se puede deducir

que “a menor profundidad la presión es menor y a mayor profundidad la presión es

mayor”.

Conclusión

Con los resultados obtenidos se puede afirmar que el empuje varia con

respecto a “Y”

Cuando “Y” disminuye el empuje será menor

Cuando “Y” aumenta el empuje será mayor debido a que las presiones

que se ejercen sobre su superficie son mayores.

Recomendaciones

Cuando se trata de equilibrar la balanza, se debe evitar apoyarse en el equipo;

debido a que se puede generar una fuerza involuntaria e el quipo haciendo que la

balanza se mueva, lo que demandaría mayor tiempo para equilibrar la balanza.

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Practica N°2

4.2. METACENTRO DE UN FLOTADOR

Introducción

La altura metacéntrica es una medida extremadamente importante cuando

consideramos la estabilidad de cuerpos flotantes como barcos. Los cuerpos pueden ser

estables, neutros e inestables dependiendo dela posición relativa del centro de gravedad y

de su posición teórica llamada metacentro. Esta está definida como la intersección de

líneas a través del centro de flotabilidad del cuerpo cuando esta vertical o inclinada a cierto

ángulo.

El aparato de altura metacéntrica consiste de un pequeño flotador rectangular que

incorpora pesos móviles que permite la manipulación de centro de gravedad y la

inclinación transversal (ángulo de escora). Los resultados prácticos son tomados para la

estabilidad de cuerpos flotantes en diferentes posiciones, y estos son comparados con los

resultados teóricos.

El modelo puede ser usado con el banco hidráulico para la provisión de una fuente

de agua para los experimentos de estabilidad. O bien, un fregadero o tazón grande lleno de

agua pueden ser usados si el banco hidráulico no está disponible.

Objetivo General

Determinación experimental del metacentro de un cuerpo flotante.

Analizar e interpretar los resultados obtenidos del ensayo.

Observar las inclinaciones de límite del metacentro.

Metacentro de un flotador

Todos los cuerpos, al ser sumergidos en un fluido determinado, se ven sometidos a una

fuerza de empuje determinada por el peso del volumen de fluido desplazado. Este se le

conoce como principio de Arquímedes. Al variar la estabilidad de este sistema mediante la

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adición de fuerzas o cargas en determinados puntos del cuerpo flotante, se observa que su

“punto de estabilidad” varía haciendo que este se equilibre en una posición distinta a la que

inicialmente presentaba.

Materiales



Banco Hidráulico de Base H89.8D.

Accesorios del equipo a utilizar.

Kit del Metacentro de un Flotador.

Procedimiento

1) Llenar el recipiente con agua

2) Se coloca el cuerpo flotante en el recipiente con agua, con el peso vertical en su

posición y=40mm.

3) Se desplaza horizontalmente (por ejemplo: de 0 a 10mm, en el eje debe cumplir que Δx

=10mm).

4) Esperar que las oscilaciones del fluido se estabilicen y después leer en la escala

graduada en valor de Δθ

5) Repita las operaciones anteriores para obtener algunos puntos de medida.

6) Desplace el peso vertical 20mm y repita las operaciones anteriores

7) Repita la operación 6 para seis posiciones diferentes del peso vertical.

8) Complete el cuadro n°1 y calcule las medias aritméticas de toda la prueba.

9) Mida la posición Y 0 de la superficie libre del líquido.

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Presentación de datos y memoria de cálculo:

10 20 30 40 50

2 4 6.25 8.5

5 5 4.8 4.705882

2.5 4.5 7 9

4 4.44444 4.285714 4.444444

2.5 4.75 7.25 9.25

4 4.21053 4.137931 4.324324

3 5.25 8 10

3.333333 3.80952 3.75 4

3.25 5.75 8.5

3.076923 3.47826 3.529412

3.25 6 8.75

3.076923 3.33333 3.428571

70

80

90

1

2

3

4

5

6

3.723214286

3.361531904

3.27960928

Prueba N° y (mm) Z (mm)∆X (mm)

-6

-3.5

-1

1.5

4

6.5

40

RESULATADOS EXPERMENTALES

METACENTRO DE UN FLOTADOR

4.876470588

4.293650794

4.168195419

50

60

ο߮�ଵ

ο߮�ଵ

ο߮�ଵ

ο߮�ଵ

ο߮�ଵ

ο߮�ଵ

οݔο߮� ௩

οݔȀ�ο߮�οݔȀ�ο߮�οݔȀ�ο߮�οݔȀ�ο߮�οݔȀ�ο߮�οݔȀ�ο߮�


Con los datos obtenidos se puede afirmar que, a medida que el metacentro va

disminuyendo hasta llegar al punto del centro de gravedad del cuerpo, se produce un

equilibrio del cuerpo flotante.

A medida que Δθ aumenta o se aleja de la recta vertical que pasa por el centro de

flotabilidad (B) este tendera a girar con respecto al ángulo.

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Conclusión

En el ensayo realizado, según los datos obtenidos se pueden observar que cuando el

metacentro disminuye y la Δθ aumenta existirá un límite para Δθ y cuando este exceda

el cuerpo flotante se sumergirá.

Recomendaciones

Cuando se realiza la lectura de datos, debemos tener en cuenta que el fluido

y el cuerpo flotante se pongan en equilibrio.

Al momento de la lectura el cuerpo flotante no debe estar en contacto con el

recipiente.

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Practica N°3

4.3. DETERMINACION DEL NUMERO DE REYNOLDS

Introducción

Las investigaciones de Osborne Reynolds han demostrado que el régimen de un

fluido en tuberías, es decir si es laminar o turbulento, depende del diámetro de la tubería,

de la densidad y la viscosidad del fluido y de la velocidad del flujo. El valor numérico de

una combinación adimensional de estas cuatro variables, conocido como el número de

Reynolds, puede considerarse como la relación de las fuerzas dinámicas de la masa del

fluido respecto a los esfuerzos de deformación ocasionados por la viscosidad. El número

de Reynolds es:

Para estudios técnicos, el régimen de flujos en tuberías se considera como laminar

si el número de Reynolds es menor que 2000 y turbulento si el número de Reynolds es

superior a 4000. Entre estos dos valores esta la zona denominada “crítica” donde el

régimen de flujo es impredecible, pudiendo ser laminar, turbulento o de transición,

dependiendo de muchas condiciones con posibilidad de variación. La experimentación

cuidadosa ha determinado que la zona laminar puede acabar en número de Reynolds tan

bajos como 1200 o extenderse hasta los 40000, pero estas condiciones no se presentan en

la práctica.

El flujo laminar denota una condición de fluido estacionario en que todos los

fluidos siguen recorridos paralelos, sin interacciones entre los planos de deslizamiento. El

observador notará que bajo esta condición, si en la corriente fluida se introduce un

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colorante (indicador), el mismo quedara como componente fácilmente individuable del

flujo. Por ejemplo, introduciendo tinta en el agua, la misma no se mezcla con el agua.

El flujo turbulento denota una condición de flujo inestable donde las líneas de flujo

interaccionan causando el derrumbe de los planos de deslizamiento y la mezcla del fluido

El observador notará que bajo esta condición, el colorante se dispersara a medida que se

realiza la mezcla, y no quedara una componente compacta del flujo.

Objetivo General

Calcular el número de Reynolds (Re).

Observar y cuantificar l flujo de transición.

Analizar e interpolar los resultados obtenidos del ensayo.

Numero de Reynolds

El número de Reynolds (Re) es un parámetro adimensional cuyo valor indica si el flujo

sigue un modelo laminar o turbulento.

El número de Reynolds depende de la velocidad del fluido, del diámetro de tubería, o

diámetro equivalente si la conducción no es circular, y de la viscosidad cinemática o en su

defecto densidad y viscosidad dinámica.

En una tubería circular se considera:

• Re < 2300 El flujo sigue un comportamiento laminar.

• 2300 < Re < 4000 Zona de transición de laminar a turbulento.

• Re > 4000 El fluido es turbulento.

Flujo Laminar

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Es uno de los dos tipos principales de flujo en un fluido, se llama flujo laminar, al

tipo de movimiento de un fluido cuando este es perfectamente ordenado, de manera que el

fluido se mueve se mueve en láminas paralelas y las capas no se mezclan entre sí.

Flujo Turbulento

Al aumentar la gradiente de velocidad se incrementa la fricción entre partículas

vecinas al fluido, y estas adquieren una energía de rotación apreciable, las partículas

chocan entre si y cambian de rumbo en forma desordenada y caótica.

Determinación del número de Reynolds

Para el cálculo de del número de Reynolds (Re) se realiza de la siguiente manera.

Matemáticamente están expresadas de la siguiente forma:

Re1=4∗Q

μ∗π *D

Re2=V*D

μ

Donde:

Q: caudal

μ : Viscosidad cinemática

D: diámetro

V: velocidad

Materiales



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Aparato de Osborne Reynolds H65D

Accesorios del equipo a utilizar

Tinta negra

Termómetro

Procedimiento

a) Colocar el equipo perfectamente nivelado en el sitio de trabajo.

b) Verificar las conexiones de descarga y alimentación estén bien colocadas.

c) Llenar el depósito del colorante y bajar el inyector del colorante hasta la

posición justo encima del acampanado.

d) Abrir la válvula de entrada y hacer entrar el agua en el depósito de reposo.

e) Mantener un nivel constante haciendo rebosar una pequeña cantidad de agua

por la salida superior de descarga.

f) Dejar asentar el agua por cinco minutos y durante ese tiempo medir la

temperatura del agua introduciendo un termómetro

g) Adquirir el valor de la viscosidad cinemática.

h) Abrir parcialmente la válvula de control del flujo de agua y regular la

válvula de bola del colorante hasta obtener un flujo lento del mismo.

i) Adquirir el caudal leyéndolo directamente n el flujo metro.

j) Calcular el número de Re.

k) Anotar los valores de las magnitudes medidas o calculadas en el cuadro n°1.

l) Repetir este procedimiento para valores crecientes del caudal “Q”. hasta

alcanzar su velocidad critica.


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Prueba N°

Tipo de regimen

1 0.012 1.12E-06 40.00 1.11E-05 1052.61 1.13E-04 9.82E-02 1052.61 Laminar2 0.012 1.12E-06 55.00 1.53E-05 1447.34 1.13E-04 1.35E-01 1447.34 Laminar3 0.012 1.12E-06 70.00 1.94E-05 1842.07 1.13E-04 1.72E-01 1842.07 Laminar4 0.012 1.12E-06 85.00 2.36E-05 2236.80 1.13E-04 2.09E-01 2236.80 Transicon 5 0.012 1.12E-06 90.00 2.50E-05 2368.38 1.13E-04 2.21E-01 2368.38 Transicon 6 0.012 1.12E-06 105.00 2.92E-05 2763.11 1.13E-04 2.58E-01 2763.11 Transicon 7 0.012 1.12E-06 120.00 3.33E-05 3157.84 1.13E-04 2.95E-01 3157.84 Transicon 8 0.012 1.12E-06 130.00 3.61E-05 3420.99 1.13E-04 3.19E-01 3420.99 Transicon 9 0.012 1.12E-06 140.00 3.89E-05 3684.14 1.13E-04 3.44E-01 3684.14 Transicon 10 0.012 1.12E-06 150.00 4.17E-05 3947.30 1.13E-04 3.68E-01 3947.30 Transicon

DETERMINACION DEL NUMERO DE REYNOLDS(m)

�ૄܕ Ȁܛ�

ܐ�Ȁܜۺ ܕ Ȁܛ� ሺ ሻ �ሺ Ȁ��ሻ ሺ ሻ

Cuadro n°1 presentación de datos

5.00E-02 1.00E-01 1.50E-01 2.00E-01 2.50E-01 3.00E-01 3.50E-01 4.00E-010.00

500.001000.001500.002000.002500.003000.003500.004000.004500.00

numero de reynolds vs velocidad

Re (02) Re (01)

caudal

Re

Diagrama N° 1 Numero de Reynolds Vs Velocidad

21


Diagrama N°2 Numero de Reynolds Vs Caudal


Según el ensayo realzado en laboratorio visualmente se determinó, el estado de

flujo en ese instante, con los resultados obtenidos para cada caudal variable entre los 40 a

150 m3/s teóricamente se obtuvo respuestas que difieren con los resultados experimentales

a excepción de los caudales 40 y 55 m3/s.

También se puede afirmar que a medida que el caudal aumenta, el flujo se vuelve

más turbulento y tiene las partículas desordenadas con movimientos erráticos. Y a medida

que el caudal disminuye la energía del flujo disminuye haciendo que las partículas se

comporten de una manera tranquila y por ende se le denomina como flujo laminar.

Conclusión

22


Se calculó el número de Reynolds y se ubicó los resultados dentro del rango

correspondiente para realizar la descripción de su estado o naturaleza del flujo.

En este ensayo se pudo comprobar experimentalmente el comportamiento de los

distintos tipos de flujos descritos en la teoría, así como son el flujo laminar, transitorio o

flujo turbulento.

Recomendaciones

Cuando se realiza este ensayo es recomendable usar un colorante más viscoso que el

fluido, para que este no se mescle rápidamente con el fluido y así se pueda observar con

claridad la naturaleza del fluido.

Practica N°4

4.4. ESTUDIO DE FLUJO A TRAVES DE UN TUBO DE VENTURI – EL

VENTURI COMO MEDIDOR DEL CAUDAL

Introducción

El tubo de Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por

el un fluido. En esencia, consta de una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos

23


cónicos. La presión varia en la proximidad de la sección estrecha; así, al colocar un

manómetro o instrumento registrador en la garganta se mide la caída de presión y hace

calcular el caudal instantáneo. Este elemento primario de medida se inserta en la tubería

como un tramo de la misma, se instala en todo tipo de tuberías mediante bridas de

conexión adecuadas

.

El Venturi tiene una sección de entrada de diámetro igual al diámetro de

conducción de la tubería a la cual se conecta. La sección de entrada conduce hacia un cono

de convergencia angular fija, terminando en una garganta de un diámetro más reducido, se

fabrica exactamente según las dimensiones que establece su cálculo, la garganta se

comunica con un cono de salida o de descarga con divergencia angular fija, cuyo diámetro

final es habitualmente igual al de entrada. La sección de entrada esta provista de tomas de

presión que acaban en un record anular, cuyo fin es el de uniformar la presión de entrada.

Es en este punto donde se conecta a la toma de alta presión del transmisor, la conexión de

la toma de baja presión se realiza en la garganta mediante un dispositivo similar, la

diferencia entre ambas presiones sirve para realizar la determinación del caudal. El tubo

Venturi se fabrica con materiales diversos según la aplicación de destino, el material más

empleado es acero al carbono, también se utiliza el latón, bronce, acero inoxidable,

cemento, y revestimientos de elastómeros para paliar los efectos de la corrosión. El tubo

Venturi ofrece ventajas con respecto a otros captadores, como son:

Menor pérdida de carga permanente, que la producida por del diafragma y

la tobera de flujo, gracias a los conos de entrada y salida.

Medición de caudales superiores a un 60% a los obtenidos por el

diafragma para la misma presión diferencial e igual diámetro de tubería.

El Venturi requiere un tramo recto de entrada mas corto que otros elementos

primariosa medida del caudal en condiciones cerradas, consiste en la

determinación de la cantidad de masa o volumen que circula por la

conducción por unidad de tiempo.

El medidor Venturi presenta ventajas con relación a otros dispositivos como los de

tipo molinete, por ser más precisos, y con relación al diafragma y vocales, por ocasionar

menor perdida de carga.

24


En el siguiente estudio acerca de la medición de caudales, se utiliza el tubo de

Venturi como principal instrumento en el ensayo.

Objetivo General

Estudio del flujo de un tubo Venturi.

Evaluar el grado de recuperación de la presión que se obtendrá después de la

sección restringida o en otras palabras evaluar la perdida de carga debida a la

introducción del medidor en el conducto

Conocer uno de los métodos para realizar la medición de caudales, para este ensayo

el “tubo de Venturi”.

Evaluar la perdida de carga debido a la introducción del medidor en el conducto

El Venturi como medidos del Caudal

El medidor Venturi es uno de los dispositivos más precisos para medir el gasto en

tuberías y tiene la desventaja de tener un costo elevado. Causa una muy baja pérdida de

carga y, con las precauciones debidas, se puede usar para líquidos con determinadas

concentraciones de sólidos.

En la figura siguiente se muestran las partes que integran el medidor. El tubo

Venturi se compone de tres secciones, como se muestra en la figura 1:

1. Entrada

2. Garganta

3. Salida

La sección de entrada tiene un diámetro inicial igual al diámetro de la tubería y una

sección cónica convergente que termina con un diámetro igual al de la garganta; la salida

consiste en una sección cónica que concluye con el diámetro de la tubería.

25


Es esencial que el flujo entrando al Venturi sea uniforme. Por lo tanto, un largo

tramo continuo con tubería recta aguas arriba y aguas abajo de la localización del Venturi

es deseable para mejorar la precisión en la medición del flujo. Los requerimientos de

tubería recta dependen del accesorio aguas arriba del medidor.

El tubo Venturi clásico puede construirse de cualquier material, incluso de plástico.

En la figura 1 se aprecian las dimensiones de un tubo Venturi y la ubicación de las tomas

de presión.

Figura 1 Tubo Venturi

Pérdidas de carga

La pérdida de carga en una tubería o canal, es la pérdida de presión en

un fluido debido a la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes de

la tubería que las conduce. Las pérdidas pueden ser continuas, a lo largo de conductos

regulares, o accidentales o localizadas, debido a circunstancias particulares, como un

estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia de una válvula, etc.

Materiales




26

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula

http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Canal_(hidr%C3%A1ulica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa


Kit de Bernoulli


Procedimiento

a) Poner el grupo con el tubo de Venturi encima del plano de trabajo.

b) Conectare el tubo flexible la impulsión de la bomba con la apropiada toma

colocada en la extremidad izquierda del tubo de Venturi.

c) Poner en marcha la bomba, actuando sobre su velocidad de rotación y sobre la

válvula de regulación.

d) Regular el caudal a fin de tener el máximo diferencial entre las lecturas 1 y 3 de

los piezómetros conectados respectivamente a la entrada del tubo de Venturi y

la sección restringida.

e) Conectar la toma de presión 2 y 4 en consecuencia, tapar los tubitos conectados

a los piezómetros no utilizados.

f) Conectar la bomba de mano a la válvula del colector

g) Insertar el taponcito de cierre en la extremidad del colector opuesta a la bomba.

h) Insertar en los apropiados tapones los tubitos de silicona no utilizados e iniciar

a bombear suavemente.

i) Presurizar el colector hasta que el nivel del piezómetro 4 alcance el valor más

alto.

j) Efectuar la lectura en los piezómetros 1, 2, 3, 4 y detectar el correspondiente

valor del caudal.

k) Disminuir el valor del caudal actuando sobre su velocidad de rotación de la

bomba y estabilizar la indicación de los piezómetros actuando sobre la válvula

de regulación.

l) Efectuar las lecturas en los piezómetros 1, 2, 3, 4 y detectar el valor del caudal.

m) Repetir las operaciones mencionadas a fin de obtener algunos puntos de

medición.

27



1 2 3 4

1 15.20 392.50 400.00 22.50 330.00 377.50 83.112 14.20 350.00 355.00 5.00 287.50 350.00 81.883 14.00 310.00 317.50 0.00 252.50 317.50 81.454 13.50 252.50 257.50 0.00 207.50 257.50 82.185 12.00 150.00 152.50 0.00 107.50 152.50 71.67

RESULTADOS EXPERIMENTALES

ESTUDIO DEL FLUJO A TRAVES DE UN TUBO DE VENTURI - EL VENTURI COMO MEDIDOR DEL CAUDAL

Prueba N°Lectura piezómetrica

ሺȀ� ሻ ሺ ሻ ο ൌ�� ൌ� ൌ�� ൌ� ൌ� כ

Tabla 1 Resultados experimentales

28


Diagrama n°1 Resultados experimentales


Del ensayo realizado se puede deducir que al disminuir los caudales, la ΔΗ

también disminuye, lo que significa que para cada caudal que circula en una tubería

cerrada la ΔΗ es diferente.

La diferencia de presiones se lectura en los piezómetros 2 y 3 los cuales están

conectados al tubo de Venturi en la zona de alta y baja presión.

El valor de la recuperación de la carga perdida ( R ) es de 77.9, y la ΔΗ fue de 271 en

promedio, lo que significa que las presiones ejercidas fueron mayores y por lo tanto se

genera una mayor pérdida de carga que se midió en la columna de agua.

29


Conclusión

Es fundamental conocer la medición de caudales en un tubo de Venturi debido a

que se obtienen resultados más precisos que otro tipo de medidores.

A medida que el fluido circula por el tubo de Venturi se produce una pérdida de

carga, y está perdida de carga se obtiene lecturando la altura de los piezómetros, la perdida

de carga se mide el columnas del fluido que está en movimiento.

Recomendaciones

Realizar la instalación del kit de Bernoulli con mucho cuidado sobre el banco

hidráulico de base.

Conocer los conceptos básicos a fin de entender o que se realiza.

30


Practica N°5

4.5. ESTUDIO DEL TEOREMA DE BERNOULLI

Introducción

El fluido hidráulico en un sistema contiene energía en dos formas: energía cinética

en virtud del peso y de la velocidad y energía potencial en forma de presión. Daniel

Bernoulli, un científico suizo demostró que en un sistema con flujos constantes, la energía

es transformada cada vez que se modifica el área transversal del tubo.

El principio de Bernoulli dice que la suma de energías potencial y cinética, en los

varios puntos del sistema, es constante. Cuando el diámetro de un tubo se modifica, la

velocidad también se modifica.

La energía cinética aumenta o disminuye. Enseguida, el cambio en la energía

cinética necesita ser compensado por la reducción o aumento de la presión. El teorema de

Bernoulli aplicado a dos secciones de una tubería que transporta un fluido, traduce en

términos analíticos el principio de la conservación de la energía. El principio de Bernoulli

dice, de una manera sencilla, que si un fluido pasa por un punto a una mayor velocidad la

presión disminuye, y si pasa a menor velocidad la presión aumenta

Objetivo General

Conocer y obtener más conocimiento sobre el principio de Bernoulli.

Principio de Bernoulli

Principio de Arquímedes

El teorema afirma que la energía mecánica total de un flujo incompresible y no

viscoso (sin rozamiento) es constante a lo largo de una línea de corriente. Las líneas de

corriente son líneas de flujo imaginarias que siempre son paralelas a la dirección del flujo

en cada punto, y en el caso de flujo uniforme coinciden con la trayectoria de las partículas

individuales de fluido.

31


El teorema de Bernoulli implica una relación entre los efectos de la presión, la

velocidad y la gravedad, e indica que la velocidad aumenta cuando la presión disminuye.

Este principio es importante para la medida de flujos.

La ecuación de Bernoulli, se puede considerar como una apropiada declaración del

principio de la conservación de la energía, para el flujo de fluidos. El comportamiento

cualitativo que normalmente evocamos con el término "efecto de Bernoulli", es el descenso

de la presión del líquido en las regiones donde la velocidad del flujo es mayor. Este

descenso de presión por un estrechamiento de una vía de flujo puede parecer

contradictorio, pero no tanto cuando se considera la presión como una densidad de energía.

En el flujo de alta velocidad a través de un estrechamiento, se debe incrementar la energía

cinética, a expensas de la energía de presión.

Fig. 1 formula del principio de Bernoulli

32

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/press.html#ed

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/conser.html#engfun


Materiales




Kit de Bernoulli


Procedimiento

a) Montar el grupo para el estudio del teorema de Bernoulli encima del plano de

trabajo.

b) Conectar la impulsión de la bomba con la entrada del grupo; abrir el grifo del

tanque de salida.

c) Poner en marcha la bomba, y regula el caudal a fin de obtener un nivel constante en

el tanque de alimentación.

d) Actuar ahora sobre la válvula del tanque de salida a fin de hacer visible el nivel del

líquido en el piezómetro central 6 (situado en correspondencia de la menor

sección).

e) Actuando contemporáneamente sobre el caudal entrante (es decir sobre la

profundidad del líquido en el tanque de alimentación) y sobre la válvula de salida

obtener la máxima diferencia piezometrica entre los piezómetros 1 y 6.

f) Esperar que los varios niveles en los piezómetros se estabilicen, efectuar la lectura

de dichos niveles.

g) Determinar el desnivel entre los piezómetros y el fondo de los dos tanques

extremos y medir el valor del caudal.

h) Efectuar las operaciones indicadas en los anteriores ítems por al menos dos valores

de caudal.

33



13.5 1 47.5 13 1 3513.5 2 50 13 2 4513.5 3 70 13 3 6513.5 4 95 13 4 7013.5 5 95 13 5 70

ESTUDIO DEL TEOREMA DE BERNOULLI


PÉRDIDA DE CARGA PÉRDIDA DE CARGATRAMO TRAMOሺȀ� ሻ

ሺȀ� ሻο ൌ��ሺ ൌ� ሻο ൌ��ሺ ൌ� ሻο ൌ��ሺ ൌ� ሻο ൌ��ሺ ൌ� ሻο ൌ��ሺ ൌ� ሻ

ο ൌ��ሺ ൌ� ሻο ൌ��ሺ ൌ� ሻο ൌ��ሺ ൌ� ሻο ൌ��ሺ ൌ� ሻο ൌ��ሺ ൌ� ሻ

Grafico N° 1 Diagrama de ΔΗ vs caudal

34



Según los resultados obtenidos en el laboratorio de mecánica de fluidos se puede

deducir que cuando una tubería tenga un diámetro menor, la perdida de carga será mucho

mayor. Ocurre lo contrario cuando la tubería tenga un diámetro mayor, la perdida de carga

será mucho mayor.

Según el principio de Bernoulli también se puede deducir que cuando la velocidad

aumenta la presión disminuye, pero si la velocidad disminuye la presión aumenta, tal como

se observó en el ensayo realizado cuyos datos se muestran en el grafico n° 1.

Conclusión

Tener conocimiento acerca del principio de Bernoulli es muy importante debido a

su aplicación es diversa en la ingeniería. Según el principio de Bernoulli, el fluido que pasa

o circula por un conducto cerrado de dos secciones diferentes, el caudal es constante en

cada punto de su trayectoria y se traduce en términos analíticos el principio de

conservación de la energía.

Recomendaciones

Antes de realizar el ensayo, debemos cerciorarnos de que no existan

burbujas de aire dentro de los tubitos de silicona que han de utilizarse.

Antes de realizar la lectura en los piezómetros se toma primero la lectura

del caudal.

Al momento de realizar la lectura en los piezómetros; la lectura debe ser

uniforme con el caudal que se toma para todos los piezómetros.

35


Practica N°6

4.6. PERDIDAS DE CARGA POR ROZAMIENTOEN UN TUBO

Introducción

Amedida que un fluido fluye por un conducto, tubería o algún otro conducto,

ocurren perdidas de energía debidas a la fricción; tales pérdidas de energía se llaman

pérdidas mayores. Las pérdidas debidas a cambios puntuales en las condiciones de flujo,

por ejemplo: cambios de dirección, reducciones o expansiones en el área de paso del flujo,

elementos externos como válvulas, filtros, etc., se conocen como pérdidas menores. Tales

pérdidas de energía traen como resultado una disminución de la presión entre dos puntos

del sistema de flujo.

Las pérdidas friccionales se originan en la existencia de un esfuerzo de corte entre

el líquido y las paredes de la tubería que se opone al movimiento. Si las condiciones se

mantienen constantes: velocidad, caudal, material de la tunería, etc. La realización de la

prueba consiste, por lo tanto, en medir para los diferentes tubos y para caudales Q

diferentes, la perdida de carga Δh.

Objetivo General

Conocer y estudiar las pérdidas de carga debido a varios factores en una tubería.

Perdidas de Carga por Rozamiento en un Tubo

La pérdida de carga en una tubería, es la perdida de la energía dinámica del fluido

debido a la fricción de las partículas del fluido entre si y contra las paredes de la tubería

que las contiene.

Pueden ser continuas, a lo largo de los conductores regulares, accidentales o

localizados, debido a circunstancias particulares; como por ejemplo, un estrechamiento, un

cambio de dirección, la presencia de una válvula, etc.

36


Factores de perdida de carga

Los efectos más importantes que inciden en la pérdida de carga son:

Viscosidad del fluido.

Densidad del fluido.

Rugosidad de la tubería.

Diámetro de la tubería.

Temperatura del fluido.

Perdidas mayores o primarias

Llamadas pérdidas longitudinales o perdidas 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 fórmula de DARCY-WEISBACH:

Hfp=f ∗ L∗V 2

2 g∗D

Donde:

L: longitud de la tubería.

D: Diámetro de la tubería.

V: velocidad del Fluido

f : Factor de fricción de la tubería.

Perdidas Menores o Secundarias

37


También conocidas como perdidas locales o puntuales, las cuales son originadas por una

infinidad de accesorios que se ubican dentro de un sistema de tuberías como por ejemplo:

Válvulas

Codos

Niples

Reducciones

Ensanchamientos

Uniones universales

Etc.

Materiales





Procedimiento

1) Colocar el grupo encima del plano de trabajo conectando la tubería de

ensayo con el banco hidráulico de antes y después respectivamente de la

impulsión de la bomba y al retorno al tanque de alimentación.

2) Conectar la toma de presión a los piezómetros correspondientes.

3) Abrir la válvula de regulación del caudal y poner en marcha la bomba a bajo

el número de revoluciones de 1000.

4) Actuando contemporáneamente sobre la válvula y sobre el régimen de

rotación de la bomba, regula el caudal a fin de obtener el diferencial

máximo entre los piezómetros. Cuando el diferencial fuera demasiado bajo

presurizar la cámara superior de los piezómetros a fin de poder aumentar el

caudal que circula en los tubos.

5) Medir la altura de la columna de agua en los piezómetros y el

correspondiente valor del caudal y apuntar en un libreto dicho valor

38


6) En caso de los valores muy bajos del caudal, para su medición se podrá

utilizar un cilindro graduado y un cronometro.

7) Reducir el caudal a fin de tener una disminución del valor del diferencial de

10mm (5mm para los valores más bajos del caudal)

8) Repetir las operaciones indicadas en los puntos anteriores a fin de tener

algunos puntos de medición.

9) Parar la bomba y permitir el flujo completo del agua en el tanque.

10) Sustituir el tubo de ensayo y repetir todas las operaciones desde el segundo

ítem hasta el noveno ítem.

Presentación de datos y memoria de cálculo

Prueba N°

1 17.70 395.00 20.60 120.00 19.50 157.502 17.20 352.50 20.40 120.00 18.80 147.503 16.80 300.00 19.80 112.50 17.90 130.004 15.80 210.00 19.00 105.00 16.80 117.005 14.90 155.00 18.30 97.50 16.50 107.506 13.70 87.50 17.10 85.00 15.60 72.50


ESTUDIO DE LAS PERDIDAS POR ROZAMIENTO EN UN TUBO - PERDIDAS DE CARGA EN UN CONDUCTO DE SECCION CONSTANTE - CONDUCTO CON

BRUSCA VARIACION DE SECCION

ሺȀ� ሻ ο

ሺ ሻ ሺȀ� ሻ

ሺȀ� ሻο ሺ ሻ ο ൌ�

ሺ ሻ

Tabla 2 Resultados Experimentales

39


Grafico n° 1 Resultados Experimentales


En el ensayo realizado, se puede observar en los resultados obtenidos y se puede deducir

que para la tubería de 10mm de sección constante lo siguiente:

La pérdida de carga es mayor y se observa en la columna de agua leída en

los piezómetros.

Y para la tubería de 14mm de diámetro de sección constante de infiere que:

40


La pérdida de carga es menor y se observa en la columna de agua leída en

los piezómetros.

Con respecto a la perdida de carga generada por un cambio brusco de diámetro (10 mm a

14 mm), se puede deducir que es una pérdida de carga intermedia según los resultados

obtenidos.

Conclusión

Es importante conocer y estudiar las pérdidas de carga que desarrolla un fluido a lo

largo de su recorrido en una tubería, debido a que nos ayuda mucho en el diseño de

tuberías, como por ejemplo: instalaciones de agua y desagüe, sistemas de riego, etc. A

medida que aumenta la longitud del tramo de la tubería, el fluido experimenta una pérdida

de carga debido a la fricción.

Recomendaciones

Se recomienda que al momento de leer el caudal respectivo, al mismo

tiempo se realice la lectura de los piezómetros.

Antes de realizar el ensayo, debemos cerciorarnos de que no existan

burbujas de aire dentro de los tubitos de silicona que han de utilizarse.

Para no tener algún tipo de error es recomendable transcribir los resultados

correctamente.

41


4.7. ESTUDIO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA DISTRIBUIDAS EN LOS

TUBOS T1 Y T2.

A medida que un fluido fluye por un conducto, tubería o algún otro conducto, ocurren

pérdidas de energía debidas a la fricción; tales perdidas de energía se llaman perdidas

mayores. Las pérdidas debidas a cambios puntuales en las condiciones del flujo, elementos

externos como válvulas, filtros, etc., se conocen como perdidas menores. Tales perdidas de

energía traen como resultado una disminución de la presión entre dos puntos del sistema de

flujo.

Las pérdidas friccionales se originan en la existencia de un esfuerzo de corte entre el

líquido y las paredes de la tubería, que se opone al movimiento. Si las condiciones se

mantienen constantes: velocidad, caudal, material de la tubería, etc., es posible definir una

pérdida por unidad de largo o pendiente del plano de energía (j).

La comparación entre los diferentes tubos y entre los valores experimentales y los valores

teóricos tienen lugar a través del diagrama J – Q.

La realización de la prueba consiste, por lo tanto, en medir para los diferentes

tubos y para caudales Q diferentes, la pérdida de carga Δh y calcular en base

a esto el valor experimental y el valor teórico en base a las fórmulas que se presentan más

adelante.

OBJETIVOS

Determinar las pérdidas de carga distribuidas en los tubos T1 Y T2.

Analizar e interpretar los resultados obtenidos del ensayo.

Comparar las perdidas en los diferentes tubos T1 Y T2.

Comparar las perdidas medidas en los diferentes tubos con las pérdidas calculadas a

través de las formas empíricas.

42


Presentación de datos y memoria de cálculo

43

Prue

ba N

°J

(Dar

cy)

10.

205.

56E-

0544

20.9

706

0.03

982

266.

666

1.57

480.

0214

0.01

260.

0094

0.00

972

0.30

8.33

E-05

6631

.456

00.

0354

679

9.99

74.

7244

0.06

420.

0282

0.01

920.

0194

30.

401.

11E-

0488

41.9

413

0.03

288

1066

.663

6.29

920.

0856

0.05

020.

0317

0.03

194

0.50

1.39

E-04

1105

2.42

660.

0309

1013

33.3

297.

8740

0.10

700.

0785

0.04

680.

0470

50.

601.

67E-

0413

262.

9119

0.02

9614

1866

.661

11.0

236

0.14

980.

1130

0.06

450.

0647

60.

701.

94E-

0415

473.

3972

0.02

8516

2133

.326

12.5

984

0.17

120.

1538

0.08

440.

0849

70.

802.

22E-

0417

683.

8826

0.02

7620

2666

.658

15.7

480

0.21

400.

2009

0.10

660.

1075

80.

902.

50E-

0419

894.

3679

0.02

6924

3199

.990

18.8

976

0.25

680.

2542

0.13

100.

1325

91.

002.

78E-

0422

104.

8532

0.02

6328

3733

.321

22.0

472

0.29

970.

3138

0.15

760.

1598

101.

253.

47E-

0427

631.

0665

0.02

5142

5599

.982

33.0

709

0.44

950.

4904

0.23

280.

2382

111.

504.

17E-

0433

157.

2798

0.02

4258

7733

.308

45.6

693

0.62

070.

7061

0.32

040.

3307

121.

754.

86E-

0438

683.

4931

0.02

3574

9866

.635

58.2

677

0.79

190.

9611

0.41

960.

4370

132.

005.

56E-

0444

209.

7064

0.02

2990

1199

9.96

170

.866

10.

9632

1.25

540.

5300

0.55

70

CO

MPA

RAC

ION

DE

LOS

VALO

RES

EXP

ERIM

ENTA

LES

Y TE

OR

ICO

S

Tipo

de

tubo

Dia

met

ro (d

)Lo

ngitu

d (I)

Rug

osid

ad (

e )

e/d

mm

Hg

0.00

0007

133.

3329

0.00

0437

5

CAR

ACTE

RIS

TIC

AS D

EL T

UBO

PER

DID

AS D

E C

ARG

A D

ISTR

IBU

IDAS

EN

TU

BER

IA T

1

T10.

016

1.27

ሺȀ�ሻ

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ሻοȀ�

ሺ

Ȁ��ሻ

(Exp

er.)

(B

lasiu

s)

(Moo

dy)

ሺȀ��ሻ


44

Pru

eb

a N

°J

(Dar

cy)

10.

205.

56E

-05

7859

.503

40.

0343

1418

66.6

6111

.023

60.

1498

0.32

960.

1449

0.14

822

0.30

8.33

E-0

511

789.

2550

0.03

1034

4533

.319

26.7

717

0.36

390.

7417

0.29

470.

3017

30.

401.

11E

-04

1571

9.00

670.

0291

5877

33.3

0845

.669

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6207

1.31

860.

4875

0.50

244

0.50

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419

648.

7584

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7786

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6.62

967

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9204

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7204

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1.67

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423

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5101

0.02

6711

014

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619

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1.17

722.

9668

0.99

121.

0396

60.

701.

94E

-04

2750

8.26

180.

0260

138

1839

9.94

010

8.66

141.

4769

4.03

811.

2981

1.37

437

0.80

2.22

E-0

431

438.

0135

0.02

5417

423

199.

925

137.

0079

1.86

215.

2743

1.63

991.

7522

80.

902.

50E

-04

3536

7.76

510.

0248

208

2773

3.24

316

3.77

952.

2260

6.67

522.

0152

2.17

289

1.00

2.78

E-0

439

297.

5168

0.02

4426

435

199.

886

207.

8740

2.82

538.

2410

2.42

322.

6359

101.

253.

47E

-04

4912

1.89

600.

0236

390

5199

9.83

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7.08

664.

1738

12.8

766

3.58

093.

9778

111.

504.

17E

-04

5894

6.27

520.

0230

540

7199

9.76

642

5.19

695.

7791

18.5

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4.92

675.

5802

121.

754.

86E

-04

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0225

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1917

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005.

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0221

672

8959

9.70

952

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397.

1917

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5589

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45


Analisis e Interpretacion de datos:

Al pasar un fluido por tuberías unidas por codos, el régimen es turbulento, pues el número

de Reynolds es mayor que 4000.

La velocidad es función de las alturas de caída y de la aceleración de la gravedad, es decir

la altura del piezómetro. Esta considerablemente frenada por los rozamientos en los codos

en las tuberías.

La velocidad varía con las pérdidas de carga y el diámetro, directamente.

Conclusiones

Se logró determinar la comparación de los tubos por una que tenga el mayor diámetro ya

que ello produce una menor perdida de carga que el de diámetro menor.

También se logró una comparación con los teoremas de darcy.blasius y moody para

determinar las pérdidas de carga.

Se analizó adecuadamente los datos indicados.

Recomendaciones

Tener en cuenta que al utilizar y hacer la comprobación de las formulas de Dracy y Blasius

y Moddy y obtener con una minima diferencia en decimales los resultados

Tener el conocimiento del funcionamiento del equipo y accesosorios a utilizar

46

informe finallllllllllllllll fluidos luzzz.docx

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