PRESENTACION 5% EXÁMEN RÁPIDO 10% FORMATO 10% Caída de Presión en Tuberías CALCULOS 20% RESULTADOS 20% NOMBRE

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1 Práctica Mecánica de Fluidos PRESENTACION 5% EXÁMEN RÁPIO 0% FORMATO 0% Caída de Presión en Tuberías CALCULOS 0% RESULTAOS 0% NOMBRE ISCUSION E RESULTAOS 5% MATRICULA CONCLUSIONES 0% PROFESOR INSTRUCTOR TOTAL 00% Introducción Todas las tuberías, válvulas y accesorios que constituyen una red de flujo presentan cierta resistencia al paso de un fluido a través de ellas. Esta resistencia debida a la fricción provoca una disminución en la energía del fluido. La pérdida de energía debe ser tomada en cuenta para el diseño de los sistemas hidráulicos, con el objeto de proponer elementos que contrarresten ésas pérdidas y lograr que el fluido llegue al lugar deseado. Objetivos eterminar el flujo volumétrico del agua en una tubería medido con un venturi y compararlo contra el flujo volumétrico estimado con ecuaciones.. Teoría Cuando hacemos circular un fluido a través de una tubería, observamos que existe una pérdida de energía debida a la fricción existente entre el fluido y la tubería. Esta pérdida de energía se manifiesta como una disminución de la presión del fluido. Esta caída de presión en una tubería horizontal, sin accesorios se puede calcular de la siguiente manera: P V L f El flujo en el la sección de tubo a medir se obtiene do la siguiente manera: P Q tubo L 8 f donde P es la caída de presión que queremos medir, es la densidad del fluido que estamos midiendo, f es el factor de fricción, L es la longitud del tramo de tubería, es el diámetro de la tubería, y v es la velocidad promedio del fluido dentro de la tubería.

2 La caída de presión que ocurre a través de un tramo de tubería puede determinarse con la ayuda de un manómetro diferencial conectado en los extremos de la tubería. El manómetro diferencial consta de dos mangueras que se conectan a un par de tubos piezométricos graduados, donde el agua se levanta hasta un nivel y nos permite apreciar una diferencia de alturas. Para calcular la diferencia de alturas y el diferencial de presión se utiliza la siguiente ecuación: P agua g h Para determinar la velocidad promedio del fluido dentro de la tubería se utiliza un medidor venturi, que consiste en una disminución gradual en el diámetro de la tubería como se muestra en la siguiente figura: Aplicando la ecuación de Bernoulli para esta sección, podemos encontrar que una aproximación de la velocidad está dada por: Q Cd Venturi A t P P onde: Cd A t Venturi La caída de presión a través del medidor venturi se puede medir con la ayuda de los tubos piezométricos. Algo también importante es el cálculo del factor de fricción f. Este factor depende de las propiedades físicas del fluido (como su viscosidad y su densidad), y del flujo. Además depende de las propiedades de la tubería como son el diámetro y la rugosidad. Una manera de obtener el valor del factor de fricción es ayudándose del diagrama de Moody y otra es utilizando la ecuación de Colebrook. Ec. de Colebrook: f.5 log 3.7 Re f

3 Equipo Fit rain iagrama de flujo del aparato iagrama del circuito de agua. Bibliografía [] Crane; Flujo de Fluidos en Válvulas y Accesorios; McGraw Hill, 989. [] Mott, Robert L. Mecánica de Fluidos Aplicada; ª edición; Prentice Hall; 996. [3] White, Frank M. Fluid Mechanics; 3 rd Edition, Mc Graw Hill; 99 Anexo El Circuito del Fluido para estudio de flujo de un fluido incompresible en varias tuberías debe incluir: cuatro tubos resistentes a la corrosión de diferentes diámetros e igual longitud experimental, teniendo cada uno tres tomas para medir la presión; y conectados con varias pruebas T s, codos y válvulas que al combinar formar una amplia variedad de arreglos de tuberías; un motor de / hp, una bomba centrífuga y un control de encendido (S.P.S.T. de construcción impermeable; 3 un tanque de suministro de fluido hecho de fibra de vidrio para prevenir la corrosión con una capacidad de galones, y un tubo de vidrio sellado para mediciones de flujo; un tanque cilíndrico con paredes transparentes para facilitar la observación de la descarga de flujo laminar y turbulento de un circuito o tubo; 5 dos dispositivos de medición de flujos: un venturi transparente y un orificio transparente diseñados para ser intercambiables; 6 dos manómetros diferenciales o cuatro manómetros individuales contenidos en una base y tomas de presión en todo el sistema; 3

4 etalles: Longitud estándar experimental de tuberías tipo L, drawn-copper, tubería de agua; Tubo # Tamaño nominal in... iámetro exterior in....5 iámetro interior in Tubo # Tamaño nominal in... / iámetro exterior in iámetro interior in Tubo # 3 Tamaño nominal in... 3/ iámetro exterior in iámetro interior in Tubo # Tamaño nominal in...3/8 iámetro exterior in iámetro interior in Orificio: Orificio borde afilado; iámetro in Orificio opcional borde afilado; iámetro in Orificio opcional borde redondo; iámetro in Venturi: iámetro de entrada in iámetro de estrangulación in Tanque de Suministro: iámetro externo in... 3/8 iámetro interno in... Capacidad gal... Motor: Volts y Amps... 5 y 5. Ciclos por segundo Caballos de potencia... / Velocidad, max rpm Bomba centrífuga : NPT succión in... NPT descarga in... Capacidad, 0 ft. head gph Capacidad, ft. head gph Control de encendido S.P.S.T. Enchufe, Tierra tipo Y imensiones: Longitud in Ancho in... 3 Altura, sin manómetros in... 5 Altura, con manómetros in... 8 Peso, sin fluido lbs Peso de embarque lbs... 35

5 Mecánica de Fluidos Flujo Turbulento Equipo Fecha Grupo: Nombre: Matrícula Resultados experimentales y procedimiento: Medidor Venturi Tubería de in de iámetro No. vueltas a la válvula h (in) h (m) h (in) h (m) Procedimiento i. Abre y cierra las válvulas que sean necesarias para establecer un circuito que incluya la tubería de mayor diámetro (in) donde se determinará la caída de presión, y que pase a través del medidor venturi. ii. Conecta las mangueras del manómetro diferencial al tramo de tubería de in. iii. Conecta las mangueras del otro manómetro diferencial al medidor venturi. iv. Enciende la bomba del circuito de agua. v. Regula el flujo por medio de la válvula que en el diagrama aparece con el número 5 y vi. permite que se establezca el estado estable. Observa y registra las lecturas manométricas en la escala graduada y verifica que no presente aire.. vii. Modifica el flujo volumétrico moviendo la válvula 5, permitiendo diferentes aperturas: viii. Para cada apertura observa y registra las lecturas manométricas en la escala graduada y anótalas en la tabla de resultados experimentales. Cálculos:. Calcula el flujo volumétrico a partir de la lectura piezométrica registrada en el venturi.. Calcula el flujo volumétrico con la lectura piezométrica registrada en el tubo de in. 3. Llena la tabla de resultados que se muestra en la siguiente página y obtén tus conclusiones. Resultados: Flujo Q venturi [m 3 /s] Q tubo [m 3 /s] % error Conclusiones:. Según tus conocimientos discute qué resultados esperabas obtener al medir el flujo volumétrico en el tubo y en el venturi?. Qué porcentaje de error encontraste entre los resultados del flujo en el tubo y en el venturi?, Cuál de los dos métodos de medición de flujo recomendarías utilizar?, Porqué? 3. Escribe 3 conceptos que hayas aprendido en ésta práctica. 5