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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA HIDRÁULICA

Docente: ING: llanos Jhaneth

Alumno:

HUATAY INFANTE, Darío

Tema: “perdidas de energía en tuberías y accesorios” Cajamarca, 02 de febrero de 2018

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

Facultad de ingeniería

Escuela académico profesional de ingeniería hidráulica

PERDIDAS DE ENERGÍA EN TUBERÍAS Y ACCESORIOS RESUMEN: El objetivo de este informe es identificar, analizar y calcular las pérdidas por fricción de un fluido en un sistema con tuberías y accesorios. Los sistemas de flujo de un fluido presentan incrementos de energías por bombas y pérdidas por fricción conforme el fluido que pasa por los ductos y tubos, pérdidas por cambios en el tamaño de la trayectoria de flujo y pérdidas de energía por las válvulas y accesorios. El equipo contiene además válvulas las cuales sirven para controlar el flujo de agua que pasa a través de éste y también 10 piezómetros. Los cálculos de las pérdidas de carga fueron calculados tanto teórica como experimentalmente, con ello obtenemos una experiencia real de acuerdo a lo estudiado en clase y lo desarrollado en el presente informe. Las pérdidas calculadas se deben a los accesorios a lo largo de la tubería, y al rozamiento del fluido con el volumen de control que son las paredes de la tubería. 1. INTRODUCCIÓN El estudio del flujo de fluidos en un sistema integrado de tuberías es una de las aplicaciones experimentales más comunes de ingeniería hidráulica, puesto que la aplicación de este ensayo hace posible realizar estudios y análisis pertinentes a las pérdidas de energía generadas a partir de la fricción que genera el fluido al estar en contacto con las paredes rugosas del tubo por el cual es transportado y por las pérdidas ocasionadas por la presencia de accesorios como yes, tees, codos, válvulas, entre otros. En las estructuras hidráulicas los fluidos se manejan con mucha frecuencia, transportándolos de un lugar a otro a través de tuberías, estas pueden ser de diferente material dependiendo de las propiedades del fluido que se maneja y de la presión del fluido, estas pueden ser de vidrio, concreto, cemento, asbesto, acero, plástico, etc. En esta práctica de laboratorio el problema a resolver específicamente es evaluar la perdida de energía que ocasiona un fluido al pasar a través de un tubo que sufre una disminución de la sección transversal en todo su recorrido y la presencia de accesorios en la tubería instalada en el laboratorio de los recursos hídricos de la universidad nacional de Cajamarca. 1.1. OBJETIVOS 

OBJETIVOS PRINCIPAL

 Calcular las pérdidas por fricción y por accesorios de un fluido en un sistema de tuberías. 

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

 Determinar el coeficiente de pérdidas en una tubería con la ecuación de Darcy-Weisbach. 

Determinar la rugosidad de la tubería mediante el diagrama de Moody.

 Determinar las perdidas locales o secundarias dentro de codos de 90º, contracciones, ensanchamientos e inglete dentro de un banco de tuberías.

CURSO: MECANICA DE FLUIDOS

DOCENTE: ING. ORTIZ VERA, OSWALDO 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

Facultad de ingeniería

Escuela académico profesional de ingeniería hidráulica

1.2. UBICACIÓN

La práctica de pérdidas de energía ser realizo en el laboratorio de recursos hídricos de la Universidad Nacional de Cajamarca. 2. MARCO TEÓRICO El flujo de agua en tuberías, tiene una inmensa significación práctica en la ingeniería hidráulica, ya sea en el diseño de obras de arte o proyectos hidráulicos de gran envergadura. 2.1. PÉRDIDAS DE ENRGIA EN TUBERÍAS Hace referencia a la pérdida de energía que acompaña al flujo de un líquido en una tubería y suele expresarse en términos de energía por unidad de peso de fluido circulante (dimensiones de longitud).

Perdidas de cargas singulares o locales.

Pérdidas De Cargas Lineales.

2.2. FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS PÉRDIDAS DE CARGA. Las pérdidas de carga dependen de las características del fluido, de la tubería y del tipo de derrame que se establezca. EL FLUIDO SE CARACTERIZA POR: Densidad (ƿ): La densidad es la masa de fluido contenida en la unidad de volumen. En los líquidos depende de la temperatura, siendo menor cuanta más alta sea la misma, si bien estas variaciones son pequeñas. Viscosidad (ѵ): La viscosidad es una característica de los fluidos; indica la resistencia que oponen a desplazarse paralelamente a sí mismos. Velocidad (v): La velocidad real del fluido varía en todos los puntos de una sección, siendo nula en las paredes de la tubería y máxima en el eje de la misma. Para calcular la pérdida de carga se toma la velocidad media en toda la sección.

CURSO: MECANICA DE FLUIDOS

DOCENTE: ING. ORTIZ VERA, OSWALDO 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

Facultad de ingeniería

Escuela académico profesional de ingeniería hidráulica

Figura 01: velocidad del flujo (v) en una tubería

Figura 02: velocidad promedio (V) del flujo en una tubería. Numero de Reynolds (re). Permite caracterizar la naturaleza del escurrimiento, es decir, si se trata de un flujo laminar o de un flujo turbulento; además, indica, la importancia relativa de la tendencia del flujo hacia un régimen turbulento respecto a uno laminar y la posición relativa de este estado de cosas a lo largo de determinada longitud. Es una cantidad adimensional. PARA ENCONTRAR EL NUMERO DE REYNOLDS SE UTILIZA LA SGUIENTE FORMULA

𝑅=

𝜌𝐷𝑉 𝐷𝑉 = 𝜇 ʋ

(𝐸𝑐. 01)

DONDE: : Densidad. 𝑉: Velocidad 𝐷: Diámetro de la tubería. 𝜇: Viscosidad ʋ: Viscosidad cinemática NUMERO DE REYNOLDS

R < 2000

Flujo laminar

2000