• Author / Uploaded
• Alfredo Paredes

• Categories
• Fricción
• Fuerza
• Ciencias físicas
• Ciencia
• Cantidades físicas

Citation preview

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura

Hidráulica básica

Practica No. 4: Pérdida de energía en tuberías.

Docente: Ing. Mario Huerta Enríquez

Alumno: Alfredo Paredes Vázquez

Grupo 4CM03

12 de noviembre de 2013

INDICE Objetivo……………………………………………………………………………………..3

Materiales utilizados……..………….......…….. ……………………………….………..3

Consideraciones teóricas………...……..………………………………………………..3

Procedimiento…………...….......…………….. …………………………………....……4

Datos obtenidos……………………………………………………………………….......5

Cuestionario………………………………………………………………………………..6

Conclusiones………………………………………………………………………………8

Bibliografía…………………………………………………………………………………9

OBJETIVO: Determinar el coeficiente de fricción en forma experimental.

MATERIALES UTILIZADOS:     

Mesa hidrodinámica Tuberías de serie Tuberías de paralelo Tuberías ramificadas Perdida de carga en tuberías.

CONSIDERACIONES TEÓRICAS: 

Coeficiente de fricción: Es la razón entre la fuerza de resistencia a la fricción, y la fuerza normal que presiona juntas las superficies.



Pérdidas de energía: A medida que un fluido fluye por un conducto, tubo o algún otro dispositivo, ocurren pérdidas de energía debido a la fricción que hay entre el líquido y la pared de la tubería; tales energías traen como resultado una disminución de la presión entre dos puntos del sistema de flujo. Tuberías en serie: está formado por un conjunto de tuberías conectadas una a continuación de la otra y que comparten el mismo caudal. Las tuberías pueden o no tener diferente sección transversal.





Tuberías en paralelo: Un sistema de tuberías en paralelo está formado por un conjunto de tuberías que nacen en un mismo punto inicial y terminan en un único punto final.



Tuberías ramificadas: cuando el fluido se lleva de un punto a varios puntos diferentes. Este caso se presenta en la mayoría de los sistemas de distribución de fluido, por ejemplo una red de tuberías de agua en una vivienda, como el ejemplo de la figura. En este caso el sistema de tuberías se subdivide en ramas o tramos, que parten de un nodo hasta el nodo siguiente. Los nodos se producen en todos los puntos donde la tubería se





subdivide en dos o más, pudiéndose añadir nodos adicionales en los cambios de sección para facilitar el cálculo. Rugosidad: La rugosidad de las paredes de los canales y tuberías es función del material con que están construidos, el acabado de la construcción y el tiempo de uso. La pérdida de carga :En una tubería o canal, es la pérdida de presión en un fluido debido a la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes de la tubería que las conduce.

PROCEDIMIENTO: 1.- Primero se dejó que se estabilizara la mesa hidrodinámica para poder comenzar los cálculos.

2.-Se colocó la manguera en la tubería de galvanizado en la cual se midieron los gastos. 3.-Se hacía girar la válvula para poder medir los gastos a los diferentes diámetros. 4.-Despues de haber medido todos los gastos, se quitaba la manguera para poder medir la temperatura en el termómetro de la mesa. 5.- Esto se repitió con las otras dos tuberías restantes.

DATOS OBTENIDOS:

CUESTIONARIO

1. ¿Qué es la fricción y de que depende? Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies. Depende de la viscosidad. La fricción depende principalmente del tipo de superficie. Existen dos tipos de rozamiento o fricción, la fricción estática (FE) y la fricción dinámica (FD). El primero es una resistencia, la cual se debe superar para poner movimiento un cuerpo con respecto a otro que se encuentra en contacto. El segundo, es una fuerza de magnitud considerada constante que se opone al movimiento una vez que éste ya comenzó. En resumen, lo que diferencia a un roce con el otro, es que el estático actúa cuando los cuerpos están en reposo relativo en tanto que el dinámico cuando están en movimiento.

2. ¿Qué es rugosidad relativa y rugosidad absoluta? Rugosidad absoluta: Es el conjunto de irregularidades de diferentes formas y tamaños que pueden encontrarse en el interior de los tubos comerciales, cuyo valor medio se conoce como rugosidad absoluta (K), y que puede definirse como la variación media del radio Interno de la tubería. Rugosidad relativa: Es el cociente entre la rugosidad absoluta y el diámetro de la tubería, la influencia de la rugosidad absoluta depende del tamaño del tubo. 3. Compara el coeficiente de fricción experimental con el teórico. Si hubo diferencia explicar las posibles causas. Entre las diversas causas de perdida de carga por fricción, se encuentra como factor la viscosidad del fluido y a colisiones, ya sea entra las propias partículas o con las paredes interiores de los conductos Cuando el régimen de flujo es laminar, la viscosidad tiene un gran efecto en la definición de pérdidas de carga por fricción, ya que entre las capas o cilindros concéntricos que forman este flujo, se desarrollan fuerzas que se oponen al movimiento. En flujo turbulento, la viscosidad tiene menor efecto ya que las colisiones ocurren con mayor frecuencia, debido a la naturaleza desordenada de este régimen de flujo.

Las características geométricas más importantes para la evaluación de las pérdidas de carga por fricción, son las siguientes: Área Hidráulica (AH) = área de la sección transversal del conducto, ocupada por el flujo. Perímetro mojado (Pm) = perímetro de la sección transversal del conducto donde existe contacto con el fluido. Radio Hidráulico (RH) = relación entre área hidráulica y perímetro mojado. Rugosidad Relativa = relación entre la rugosidad absoluta de las paredes y el diámetro del conducto.

Conclusiones: La superficie de los materiales toma gran importancia, cuando se trata del transporte de fluidos a través de tuberías, como lo vimos en la práctica, donde en el tubo galvanizado no hubo grandes cambios, caso contrario al de PVC, donde hubo en grandes diferencias y en el de Cu se notó la más grande perdida con 37. Dentro de nuestro campo de acción debemos tomar en cuenta lo aprendido, ya que podemos evitar accidentes o sucesos adversos, ya sea por la composición del terreno, la pendiente, o como he dicho, la diversidad de materiales de las tuberías, así como otorgar un mayor rendimiento en el transporte de diferentes materiales, maximizar beneficios y minimizar costos.

Bibliografía:   

http://www.construaprende.com/docs/lab/325-practica-perdidas-energia Mecánica de fluidos e hidráulica-v. giles Sotelo, Gilberto. Hidráulica general, volumen I fundamentos. México. 1995. 561 pág.