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• Jaime Prieto

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LABORATORIO DE HIDRÁULICA DE SISTEMAS A PRESIÓN ANALISIS DE PERDIDAS POR ACCESORIOS O PERDIDAS LOCALIZADAS INFORME

JHOJAN DAVID MARQUEZ DEVIA JUAN DAVID OCAMPO GUZMAN LAURA CAMILA PACHECO GARAY JOSE MIGUEL PEREA GAITAN JAIME ENRIQUE PRIETO MUÑOZ

ING. MARIA FERNANDA TRIVIÑO

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA JULIO GARAVITO PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C., 15 DE ABRIL DE 2020

Contenido Marco teórico ................................................................................................................................ 3 CAUDAL: .................................................................................................................................... 3 EL NÚMERO DE REYNOLDS ....................................................................................................... 3 LÍNEA PIEZOMÉTRICA. ............................................................................................................... 3 TIPOS DE PERDIDAS LOCALIZADAS ............................................................................................ 4 PÉRDIDAS DE ENERGIA LOCALIZADAS ........................................................................................... 4 Procedimiento. .............................................................................................................................. 4 Esquema de la instalación. ............................................................................................................ 5 Recomendaciones ......................................................................................................................... 5

Marco teórico En sistemas de tuberías a presión de cualquier fluido se presentan perdidas energía, estas pérdidas pueden ser por fricción (pérdidas generadas por la rugosidad que tiene el interior de la tubería) o perdidas locales (por accesorios, cambios den el tamaño de la trayectoria que recorre el flujo). Las tuberías de acuerdo con el material tienen una rugosidad (Ɛ) que se determina experimentalmente.

CAUDAL: Se conoce como caudal, a la cantidad de fluido que circula a través de una sección de un ducto, ya sea tubería, cañería, oleoducto, río, canal, por unidad de tiempo. Generalmente, el caudal se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área determinada en una unidad de tiempo específica.

EL NÚMERO DE REYNOLDS Es un parámetro el cual a partir de este se puede indicar la naturaleza del flujo laminar o turbulento para dos flujos geométricamente semejantes, Reynolds dedujo que serían dinámicamente similares si las ecuaciones diferenciales generales que describen su flujo son idénticas. Al cambiar las unidades de masa, longitud y tiempo en un conjunto de ecuaciones y determinar la condición que debe satisfacerse para hacerlas idénticas a las ecuaciones originales.

LÍNEA PIEZOMÉTRICA. Es la suma de las alturas de presión y de posición, y de determina uniendo los puntos que alcanzaría el fluido circulante en distintos piezómetros conectados a lo largo de la tubería.

TIPOS DE PERDIDAS LOCALIZADAS Las pérdidas localizadas más sencillas en un sistema de presión pueden dividirse en los siguientes tipos: • • • •

Ampliación de la tubería: brusca o gradual. Contracción de la tubería: brusca o gradual. Cambio de dirección de la tubería: brusco, moderado, y rápido o lento. Dispositivos de control: válvulas de diferentes tipos.

PÉRDIDAS DE ENERGIA LOCALIZADAS “En las tuberías que transportan flujo a presión, cualquier causa perturbadora, cualquier elemento o dispositivo que modifique las condiciones regulares del flujo, que cambie de dirección de las líneas de corriente o altere su velocidad o su distribución, origina una pérdida de energía que por lo general se conoce como perdida localizada por que se desarrolla en un tramo relativamente corto del sistema, comparado con la longitud del sistema.” (Rodríguez, 2007) “En la mayor parte de los casos debida a la imposibilidad matemática de analizar el fenómeno local y por comodidad en los análisis de los sistemas de presión, las magnitudes de estas pérdidas se expresan en función de la altura de velocidad existente aguas abajo del sitio de donde se desarrolló dicha perdida.” (Rodríguez, 2007)

Procedimiento. Se miden 10 o 15 caudales distintos midiendo respectivamente las alturas piezométricas antes y después de la perdida a analizar para de esta manera encontrar la perdida de presión en dicho punto. Se determinará un volumen de control a lo largo de la perdida producida por el codo que será la perdida a analizar en la práctica. Para la determinación de las perdidas mencionadas se planteará la ecuación de Energía en los diferentes puntos donde se ubiquen los piezómetros, se puede analizar que las velocidades en todo el tramo de la tubería son iguales, por lo que la determinación de K solo dependería de la cabeza de altura y la cabeza de presión presentes en la tubería.

Posterior a esto se despeja el valor de K de la ecuación ya que todos los valores son conocidos se puede determinar fácilmente este coeficiente para luego determinar el valor total de la perdida como.

ℎ=𝐾

𝑣2 2𝑔

Esquema de la instalación.

Se puede observar en la imagen que el montaje consiste en un tramo de tubería con varios accesorios cada uno con un piezómetro antes y después de la perdida para determinar la perdida de energía en la cabeza de presión y lograr realizar el debido procedimiento mencionado anteriormente.

Recomendaciones Se recomienda que la variación de los caudales sea significativa para lograr apreciar la diferencia en el coeficiente K para diferentes valores del numero de Reynolds que variara respectivamente con la velocidad del fluido. Tener bastante cuidado con las lecturas de los piezómetros y caudales ya que los valores obtenidos serán comparados y analizados con valores teóricos obtenidos de las bibliografías.