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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES INFORME Nº 009 – G3 – UPLA – 12 DE LA UEC LABORATORIO DE MEC. DE FLUIDOS E HIDRAULICA

1. DATOS GENERALES 1.1. Tema: PERDIDAS DE CARGAS LOCALES. 1.2. Fecha: FECHA DEL ENSAYO : 30 DE OCTUBRE DE 2012. FECHA DE ENTREGA DEL INFORME : 06 DE NOVIEMBRE DE 2012. 1.3. Lugar: Departamento : Junín Provincia : Huancayo Distrito : Huancayo Lugar : Facultad de Ingeniería – Giráldez. Anexo : Laboratorio de Mecánica de Fluidos e Hidráulica. 1.4. Participante: ANAYA ROJAS, Juan Abel. 1.5. Modulo: FME – 05 2. OBJETIVO DETERMINAR LOS COEFICIENTES DE LAS CARGAS LOCALES DE LOS DIFERENTES ACCESORIOS. 3. EQUIPOS Y/O MATERIALES  Equipo de Perdidas de Cargas Locales– FME 05.

Lab.fluidosi

1

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

PIEZÓMETRO



Banco Hidraúlico - FME 00

  

Piezómetro Cronómetro Indicador INDICADOR

CRONÓMETRO

4. PROCEDIMIENTO 4.1. El equipo de perdidas de cargas locales, se instaló sobre el banco hidráulico. 4.2. Se enciende el banco hidraúlico. 4.3. Se gradúa con un caudal constante; para el llenado de los tubos manométricos, con el flujo (agua). 4.4. Una vez llenado los tubos manométricos se procede a dar lectura de las perdidas de cargas locales, como:  Codo de radio largo.  Ensanchamiento.  Contracción.  Codo de radio medio.

Lab.fluidosi

2

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES  Codo de radio corto.  Inglete. 4.5. Con la ayuda del piezómetro, del cronómetro y del indicador se procede a dar lectura del caudal; este procedimiento se realiza tres veces, con un caudal constante. 4.6. En el presente ensayo se repitió nueve veces los pasos 4.3, 4.4, y 4.5. Pero con distintas graduaciones del caudal del banco hidraúlico.

5. TABLA DE REGISTROS 5.1. TABLA N° 01:En esta tabla se registraron las presiones de entrada y salida.

N° (Q) 1

Codo de radio largo Pe Ps (mm) (mm) 480 410

Ensanchamien Contracción to Pe Ps Pe Ps (mm) (mm) (mm) (mm) 410 425 430 353

Codo de radio medio Pe Ps (mm) (mm) 384 324

Codo de radio corto Pe Ps (mm) (mm) 308 268

Inglete Pe (mm) 68

Ps (mm) 21

2

404

386

398

399

399

340

340

329

305

266

102

53

3

388

372

369

378

380

328

328

320

296

264

118

74

4

368

353

353

363

360

313

318

309

287

262

135

96

5

345

337

330

336

336

300

300

292

277

254

144

111

6

350

339

338

344

349

307

308

299

281

256

145

116

7

294

315

315

320

310

291

292

286

275

256

175

154

8

291

290

289

293

288

268

269

261

253

241

198

170

9

243

239

240

242

242

233

233

231

227

224

197

190

5.2. TABLA N° 02:En esta tabla se registraron los cudales. CAUDAL (Q1) VOLUM TIEMPO EN (lt) (s) 2 6.51

CAUDAL (Q2) VOLUM TIEMPO EN (lt) (s) 3 11.02

CAUDAL (Q3) VOLUM TIEMPO EN (lt) (s) 3 13.36

CAUDAL (Q4) VOLUM TIEMPO EN (lt) (s) 3 13.58

CAUDAL (Q5) VOLUM TIEMPO EN (lt) (s) 3 14.18

2

6.50

3

11.02

3

13.34

3

13.59

3

14.22

2

6.51

3

11.00

3

13.33

3

13.58

3

14.21

CAUDAL (Q6) VOLUM TIEMPO EN (lt) (s) 3 14.31

CAUDAL (Q7) VOLUM TIEMPO EN (lt) (s) 3 15.85

CAUDAL (Q8) VOLUM TIEMPO EN (lt) (s) 3 19.86

CAUDAL (Q9) VOLUM TIEMPO EN (lt) (s) 3 29.60

3

14.35

3

16.34

3

19.56

3

31.91

3

14.32

3

16.91

3

19.30

3

30.28

Lab.fluidosi

3

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

6. TABLA DE DATOS PROCESADOS 6.1. TABLA N° 03:

CAUDAL (Q1) VOLUMEN TIEMPO (lt) (s) 2 6.51

CAUDAL (Q2) VOLUMEN TIEMPO (lt) (s) 3 11.02

CAUDAL (Q3) VOLUMEN TIEMPO (lt) (s) 3 13.36

2

6.50

3

11.02

3

13.34

2 PROM (TIEMPO) Q1 (m3/s)

6.51

3 PROM (TIEMPO) Q2 (m3/s)

11.00

3 PROM (TIEMPO) Q3 (m3/s)

13.33

6.51 3.07E-04

CAUDAL (Q4) VOLUMEN TIEMPO (lt) (s) 3 13.58

11.01 2.72E-04

CAUDAL (Q5) VOLUMEN TIEMPO (lt) (s) 3 14.18

13.34 2.25E-04

CAUDAL (Q6) VOLUMEN TIEMPO (lt) (s) 3 14.31

3

13.59

3

14.22

3

14.35

3 PROM (TIEMPO) Q4 (m3/s)

13.58

3 PROM (TIEMPO) Q5 (m3/s)

14.21

3 PROM (TIEMPO) Q6 (m3/s)

14.32

13.58 2.21E-04

CAUDAL (Q7) VOLUMEN TIEMPO (lt) (s) 3 15.85

14.20 2.11E-04

CAUDAL (Q8) VOLUMEN TIEMPO (lt) (s) 3 19.86

14.33 2.09E-04

CAUDAL (Q9) VOLUMEN TIEMPO (lt) (s) 3 29.60

3

16.34

3

19.56

3

31.91

3 PROM (TIEMPO) Q7 (m3/s)

16.91

3 PROM (TIEMPO) Q8 (m3/s)

19.30

3 PROM (TIEMPO) Q9 (m3/s)

30.28

16.63 1.80E-04

19.57 1.53E-04

30.60 9.80E-05

6.2. TABLA N° 04: Calculo de los Coeficientes de Perdida de Carga.

Lab.fluidosi

4

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

Codo de radio largo N°

Ensanchamiento

Contracción

1

∆h 2 2 2 Q (m3/s) V K ∆h (m) Q (m3/s) V K ∆h (m) Q (m3/s) V K (m) 0.070 3.07E-04 0.392 3.503 0.015 3.07E-04 0.392 0.751 0.077 3.07E-04 0.392 3.853

2

0.018 2.72E-04 0.308 1.147

0.001

2.72E-04 0.308 0.064

0.059

2.72E-04 0.308 3.759

3

0.016 2.25E-04 0.210 1.496

0.009

2.25E-04 0.210 0.842

0.052

2.25E-04 0.210 4.863

4

0.015 2.21E-04 0.202 1.454

0.010

2.21E-04 0.202 0.969

0.047

2.21E-04 0.202 4.555

5

0.008 2.11E-04 0.185 0.848

0.006

2.11E-04 0.185 0.636

0.036

2.11E-04 0.185 3.815

6

0.011 2.09E-04 0.182 1.186

0.006

2.09E-04 0.182 0.647

0.042

2.09E-04 0.182 4.528

7

0.021 1.80E-04 0.135 3.049

0.005

1.80E-04 0.135 0.726

0.019

1.80E-04 0.135 2.759

8

0.001 1.53E-04 0.097 0.201

0.004

1.53E-04 0.097 0.805

0.020

1.53E-04 0.097 4.025

9

0.004 9.80E-05 0.040 1.967

0.002

9.80E-05 0.040 0.984

0.009

9.80E-05 0.040 4.426

Codo de radio medio N°

Codo de radio corto

Inglete

1

∆h 2 2 2 Q (m3/s) V K ∆h (m) Q (m3/s) V K ∆h (m) Q (m3/s) V K (m) 0.060 3.07E-04 0.392 3.002 0.040 3.07E-04 0.392 2.002 0.047 3.07E-04 0.392 2.352

2

0.011 2.72E-04 0.308 0.701

0.039

2.72E-04 0.308 2.485

0.049

2.72E-04 0.308 3.122

3

0.008 2.25E-04 0.210 0.748

0.032

2.25E-04 0.210 2.993

0.044

2.25E-04 0.210 4.115

4

0.009 2.21E-04 0.202 0.872

0.025

2.21E-04 0.202 2.423

0.039

2.21E-04 0.202 3.780

5

0.008 2.11E-04 0.185 0.848

0.023

2.11E-04 0.185 2.437

0.033

2.11E-04 0.185 3.497

6

0.009 2.09E-04 0.182 0.970

0.025

2.09E-04 0.182 2.695

0.029

2.09E-04 0.182 3.127

7

0.006 1.80E-04 0.135 0.871

0.019

1.80E-04 0.135 2.759

0.021

1.80E-04 0.135 3.049

8

0.008 1.53E-04 0.097 1.610

0.012

1.53E-04 0.097 2.415

0.028

1.53E-04 0.097 5.635

9

0.002 9.80E-05 0.040 0.984

0.003

9.80E-05 0.040 1.475

0.007

9.80E-05 0.040 3.442

Lab.fluidosi

5

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES GRÁFICO DE CODO DE RADIO LARGO

Coeficiente de Perdida de Carga K

CODO DE RADIO LARGO 4.000 3.000 2.000 1.000 0.000 1.50E-04

2.00E-04

2.50E-04 Caudal - Q

3.00E-04

3.50E-04

(m3/s)

GRÁFICO DE ENSANCHAMIENTO

Coeficiente de Perdida de Carga K

ENSANCHAMIENTO 1.100 1.000 0.900 0.800 0.700 0.600 7.50E-05 1.00E-04 1.25E-04 1.50E-04 1.75E-04 2.00E-04 2.25E-04 Caudal - Q (m3/s)

Lab.fluidosi

6

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES GRÁFICO DE CONTRACCIÓN

Coeficiente de Perdida de Carga K

CONTRACCIÓN 4.600 4.400 4.200 4.000 3.800 3.600 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 2.00E-04 2.50E-04 3.00E-04 3.50E-04 Caudal - Q (m3/s)

GRÁFICO DE CODO DE RADIO MEDIANO

Coeficiente de Perdida de Carga K

CODO DE RADIO MEDIANO

Lab.fluidosi

4.000 3.000 2.000 1.000 0.000 1.50E-04

2.00E-04

2.50E-04 Caudal - Q

3.00E-04

3.50E-04

(m3/s)

7

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES GRÁFICO DE CODO DE RADIO CORTO

Coeficiente de Perdida de Carga K

CODO DE RADIO CORTO 3.500 2.800 2.100 1.400 0.700 0.000 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 2.00E-04 2.50E-04 3.00E-04 3.50E-04 Caudal - Q (m3/s)

GRÁFICO DE INGLETE

Coeficiente de Perdida de Carga K

INGLETE

Lab.fluidosi

4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 2.00E-04 2.50E-04 3.00E-04 3.50E-04 Caudal - Q (m3/s)

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

CONCLUSIONES 

Analizando los resultados de las pérdidas de energía de un fluido cuando circula a través de una tubería presión constante se deben fundamentalmente a las variaciones de la energía, variaciones de la energía cinética y fricción o rozamiento. De igual manera es el comportamiento de las pérdidas por unidad de longitud, respecto a la variación del caudal.



De la experiencia de laboratorio realizada se pudo conocer cuáles son los accesorios para tuberías que ocasionan mayores y menores diferencias piezométricas.



Cuando se tiene un flujo laminar, el flujo parece desplazarse en forma de varias capas, una sobre la otra. Debido a la viscosidad del fluido, se crea una tensión de corte entre las capas del fluido.



Se hallaron las perdidas de fricción en accesorios y expresarlas en

función de una pérdida

correspondiente a una longitud de tubería equivalente. Aunque la tubería se ensanche bruscamente, el flujo lo hace de forma gradual, de manera que se forman torbellinos entre la vena líquida y la pared de la tubería, que son la causa de las pérdidas de carga localizadas. Aunque en la mayoría de los casos las pérdida de carga localizadas se calculan a partir de la ecuación obteniéndose K empíricamente.

RECOMENDACIONES  

Se recomienda tomar los datos según como presentan en el laboratorio y realizar los cálculos correctamente para así poder obtener los resultados exactos y necesarios. Es necesario tener en conocimiento con que tipos de accesorios y/o materiales se está trabajando en el laboratorio, para no originar ningún error.



Como de la magnitud de la velocidad del fluido, ya sea para una dilatación súbita o una contracción súbita.



Es necesario observar el funcionamiento correcto de los equipos para no tener problemas al momento de la obtención de datos.



La diferencia entre los dos está en la evaluación del factor f, que carece de dimensiones.

Lab.fluidosi

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