INDICEPRESENTACION1.OBJETIVOS1A.OBJETIVOS
PRINCIPALES1B.OBJETIVOS SECUNDARIIOS12.FUNDAMETO TEORICO23.EQUIPOS
Y MATERIALES44.PROCEDIMIENTO45.CLCULOS Y RESULTADOS6A.PARA HALLAR
EL CAUDAL6B.PARA CALCULAR LA PRDIDA POR FRICCIN6C.GRAFICANDO LAS
CURVAS86.CONCLUSIONES87.OBSERVACIONES Y
RECOMENDACIONES88.BIBLIOGRAFIA8
LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS
PRESENTACION
El presente trabajo est dirigido al Docente del curso de
Laboratorio de Mecnica de Fluidos, al Ingeniero Tito Gabriel Chacn
Mendoza, informando as al detalle el laboratorio N 02 titulado
Determinacin de las prdidas de carga por friccin de un tubo de
seccin constante realizado el da viernes 26 de Junio del presente
ao lo cual ha sido realizado recurriendo a la recopilacin de la
documentaria pertinente, pongo a su disposicin para la revisin
respectiva.
LABORATORIO N 2 DETERMINACION DE LAS PERDIDAS DE CARGA POR
FRICCION DE UN TUBO DE SECCION CONSTANTE1. OBJETIVOSA. OBJETIVOS
PRINCIPALES Consiste en demostrar que cuando un fluido se desliza
en una tubera, existen cadas de presin o prdidas de carga. Hallar
las Perdidas de Carga por Friccin en una Seccin Constante.B.
OBJETIVOS SECUNDARIIOS Realizar un ejemplo prctica para la
aplicacin del Teorema de Bernoulli. Comparar los elementos y datos
en base a la prctica. Conocer todo tipo de informacin adicional en
base a la experimentacin con los fluidos y con el mismo equipo para
el ensayo.
2. FUNDAMETO TEORICOLas prdidas de carga en las tuberas son de
dos clases: primarias y secundarias. Las prdidas primarias (prdidas
de carga distribuidas) se definen como las prdidas de superficie en
el contacto del fluido con la tubera, rozamiento de unas capas del
fluido con otras (rgimen laminar) o de las partculas del fluido
entre s (rgimen turbulento). Tienen lugar en flujo uniforme, por lo
que principalmente suceden en los tramos de tubera de seccin
constante.Las prdidas secundarias o locales (prdidas de carga
concentradas) se definen como las prdidas de forma, que tienen
lugar en las transiciones (estrechamiento o expansiones de la
corriente), codos, vlvulas y en toda clase de accesorios de
tubera.El flujo es la cantidad de fluido que se suele transportar
en un tiempo determinado. Muchos sistemas de tuberas estn
constituidos por muchas tuberas conectadas de forma compleja con
muchos puntos con caudales entrantes y salientes y realmente es un
complejo conjunto de tuberas en serie y paralelo.Originalmente,
Poiseville (1842) observ y propuso que la prdida de presin debido
al flujo de agua por tubos de dimetros pequeos (capilares) era
directamente proporcional a la velocidad e indirectamente
proporcional al cuadrado del dimetro interno de la tubera.Darcy
(1857) experiment con tubos de mayor dimetro y observ que la prdida
de presin era, aproximadamente, directamente proporcional a la
velocidad al cuadrado e indirectamente proporcional al dimetro
interno de la tubera.A medida que un flujo fluye por un conducto,
tubo o algn otro dispositivo, ocurren perdidas de energa a la
friccin interna en el fluido. La viscosidad es la propiedad de un
fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una
fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta
resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con
facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento
arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su
viscosidad.Segn la informacin suministrada si se llegara a aumentar
la viscosidad del fluido utilizado 20 veces en este caso el agua,
el experimento no podra ser realizado, ya que cuando ocurre un
aumento de viscosidad ocurre una disminucin de su velocidad, debido
a su relacin inversa, por lo tanto existir una mayor friccin del
fluido en la paredes de la tubera, y por ende una mayor utilizacin
y perdida de energa a lo largo del sistema de tubera utilizada,
tambin influenciara en el tiempo de realizacin del ejercicio al
igual que un desgaste en los materiales utilizados y por lo
anterior, un costo adicional. Los flujos viscosos pueden ser de
movimiento laminar o turbulento a velocidades bajas, las partculas
del fluido siguen las lneas de corriente (flujo laminar), y los
resultados experimentales coinciden con las predicciones analticas.
A velocidades ms elevadas, surgen fluctuaciones en la velocidad del
flujo, o remolinos (flujo turbulento).Una gran cantidad de fluidos,
casi todos de inters industrial, presentan desviaciones de la ley
de Newton al ser su viscosidad una funcin de la velocidad de
cizalla aplicada; la diferencia bsica entre el comportamiento
Newtoniano y el no Newtoniano es la longitud de la molcula del
fluido, de forma que aquellos fluidos con molculas de pequeo tamao
(agua, metanol, etanol, etc.) presentan un comportamiento
Newtoniano en contraposicin de aquellos (disoluciones de polmeros,
polmeros fundidos.) que posean molculas de mayor tamao. Los de
comportamiento dilatante lo presentan aquellos fluidos que ven
aumentada su viscosidad al incrementar la velocidad de cizalla
aplicada, causado por reorganizaciones en su microestructura. Los
fluidos que siguen este comportamiento son poco numerosos, podramos
citar suspensiones de almidn en agua, y ciertas suspensiones de
PVC.
3. EQUIPOS Y MATERIALES FOTO1: Piezmetros de diferentes
dimetros.
FOTO 2: Bomba hidrulica.
Agua de cao. Cuaderno de apuntes. Cmara digital.4.
PROCEDIMIENTOSe pone en funcionamiento la bomba a la velocidad
deseada. (FOTO 3)
FOTO 3Se regula la vlvula situada en la parte derecha del banco.
FOTO 4.
FOTO 4Esperar que el nivel en el cilindro graduado se
estabilice. FOTO 5.
FOTO 5Esperar que el nivel en el cilindro graduado se
estabilice. FOTO 6.
FOTO 6Leer la altura del nivel de agua sobre la escala graduada
y verificar en la curva el caudal correspondiente. FOTO 7.
FOTO 7Leer las alturas piezomtricas de inicio y de final. FOTO
6.
FOTO 6
5. CLCULOS Y RESULTADOSA. PARA HALLAR EL CAUDALFIGURA 7: Curva
para hallar el caudal
H10
H (mm)Q (l/min)
20310.5
20711
21611.7
21912.2
H14
H (mm)Q (l/min)
19810.3
21111.1
23613.2
24714
B. PARA CALCULAR LA PRDIDA POR FRICCIN
DONDE: = presin en la seccin que se examina.= velocidad del
fluido en la seccin que se examina. = altura de la seccin con
respecto a la lnea de referencia. = peso especfico del lquido (g =
aceleracin de gravedad = 9.81 m/s2).El Cuadro de resultados:Tabla
1: Tabla de resultados de la diferencia de la prdida por friccin de
dimetro 10.DIAMETRO 10
Q (l/min)Lectura inicial (mm)Lectura Final (mm)H10 (mmH2O)
10.528524261
1130530275
11.737065305
12.238567318
Tabla 2: Tabla de resultados de la diferencia de la prdida por
friccin de dimetro 14.DIAMETRO 14
Q (l/min)Lectura inicial (mm)Lectura Final (mm)H14 (mmH2O)
10.3934152
11.118013545
13.231021595
1436026397
C. GRAFICANDO LAS CURVAS
6. CONCLUSIONES Podemos decir entonces despus de la prctica que:
A mayor caudal en la tubera de igual dimetro la perdida es mayor.
En el tubo de dimetro de 14 mm la perdida ha bajado por el dimetro
proporcionalmente.7. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONESPara el mejor
clculo de las perdidas es recomendable tomar varios datos para
sacar el promedio de todos los resultados.8. BIBLIOGRAFIA Mecnica
de fluidos general Arnold Foser