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ENSAYOS EN EL ENSAYOS EN EL BANCO HIDRAULICO BANCO HIDRAULICO
DE BASEDE BASE
FACULTAD DE INGENIERIAS Y CS. FACULTAD DE INGENIERIAS Y CS. PURASPURAS
LABORATORIO DE HIDRAULICALABORATORIO DE HIDRAULICA
UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ
Ing. Hernán Almonte PilcoIng. Hernán Almonte Pilco
LABORATORIO DE LABORATORIO DE HIDRAULICAHIDRAULICA
Estudio de las pérdidas de Estudio de las pérdidas de carga localizadascarga localizadas
LABORATORIO DE LABORATORIO DE HIDRAULICAHIDRAULICA
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
Permite determinar las pérdidas de carga en curvas de diverso perfil, válvulas con diversas características de flujo y conexiones. Las pérdidas son visualizadas en los tubos piezométricós suministrados con el kit
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
El grupo esta constituido por una serie de tomas de presión situadas antes y después del mismo para poder visualizar las perdidas de carga. .
La alimentación y la descarga del agua son efectuadas por medio de manguitos, como en los puntos anteriores.
El grupo es fijado al grupo base por medio de abrazaderas con paneles, como en los puntos anteriores.
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
Las pérdidas de carga que sufre un fluido en movimiento en una tubería, unidas al roce del líquido mismo con las paredes del tubo.
Pero existen otras importantes pérdidas de carga a lo mejor todavía más perjudiciales:
las pérdidas de carga localizadas. Tienen origen en los lugares en que el
movimiento del líquido sufre una perturbación improvista.
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
Se pueden dividir de este modo: Pérdidas debidas a una improvisa variación
de sección. Pérdidas debidas a una variación en la
dirección del movimiento del líquido Pérdidas debidas a la existencia de juntas o
órganos de interceptación Cada una de estas causas provoca en el
líquido en movimiento la formación de secciones en movimiento vortiginoso.
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
La turbulencia se mantiene a expensas, de la energía mecánica del liquido determinando así la pérdida de presión.
Objeto del experimento es demostrar que la existencia de un contacto entre órganos de interceptación o de codos (variaciones de dirección en el movimiento del líquido) determina una caída de presión.
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
Modalidades operativasVisualización1. Se coloca el grupo sobre el Banco Hidráulico de base
asegurar que todas las válvulas del grupo estén abiertas.
2. Se conecta el tubo de la bomba con el tubo de alimentación (1) del grupo.
3. Se conectan la distinta toma, de presión a los piezómetros (los siete primeros) cuídese el cierre de los piezómetros no empleados.
4. Se cierra la válvula de regulación y se pone en marcha la bomba con bajo número de giros (500).
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
5. Actuando al mismo/tiempo sobre la válvula de regulación y sobre el régimen de rotación de la bomba, se regula el caudal para que el primer piezómetro llegue a los 2/3 de la escala.
6. Seguidamente se cierra la válvula salida tanque hasta que todos los piezómetros activos den indicación. Si necesario se ajusta el caudal con la válvula de regulación para evitar que el primer piezómetro salga de la escala.
7. Se observa sobre los piezómetros el efecto de las pérdidas localizadas.
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
Perdidas en cada accesorio 1. Proceder como en los puntos 1, 2,3 del párrafo anterior.2. Empleando las bridas correspondientes (bridas de
Hoffmannn) estrangular todas las tomas de presión menos las dos colocadas antes y después de accesorio de medición la perdida que se desea probar.
3. Cerrar la válvula de regulación y poner en marcha la bomba dé bajo número de giros (500).
4. Actuando al mismo tiempo sobre la válvula de regulación y sobre el régimen de rotación de la bomba (que debe estar entre los 2000 y los 2500 giros) regular el caudal para que entre los dos piezómetro activos se tenga un diferencial de 30 + 40 mm H20.
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
5. Cerrar progresivamente la válvula salida tanque hasta que se observe una elevación de la columna de líquido en ambos piezómetros.
6. Relevar el alto de la columna de agua en los dos piezómetros y medir el correspondiente valor del caudal. Llevar todos los valores a una tabla.
7. Aumentar el caudal abriendo la válvula de regulación si el alto de la columna líquida de los dos piezómetros llegara a ser demasiado elevado, presurizar progresivamente la cámara superior.
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
8. Repetir la operación del punto 6.
9. Repetidas operaciones de los puntos 7 y 8 para tener algunos puntos de medida.
10. Parar la bomba.
11. Cambiar el órgano de interceptación y repetir las operaciones de los puntos 3 / 10
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
Total de pérdidas en los accesorios1. Proceder como en los puntos 1, 2, 3 del párrafo anterior.2. Empleando las bridas correspondientes (bridas de Hoffmann)
estrangular todas las tomas de presión menos la primera y la última.
3. Cerrar la válvula de regulación y poner en marcha la bomba con bajo número de giros (500).
4. Actuando al mismo tiempo con la válvula de regulación y con el régimen de rotación de la bomba (que tenga entre los 2000 y los 2500 giros) regular el caudal de modo que en los piezómetros activos se tenga un diferencia entre 30 y 40 mm de H20.
5. Cerrar progresivamente la válvula salida tanque hasta notar una elevación de la columna de líquido en ambos piezómetros.
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
6. Relevar el alto de la columna de agua en los dos piezómetros y medir el correspondiente valor del caudal. Llevar dichos valores a una tabla.
7. Aumentar el caudal abriendo la válvula de regulación. Si el alto de la columna de agua en uno de los dos piezómetros llegara a ser demasiado elevado, presurizar la cámara superior.
8. Repetir la operación del punto 6.
9. Repetir las operaciones 7 y 8 para distintos valores del caudal de modo de tener algunos puntos de medida..
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
Interpretación de los resultados
Como en el caso de las perdidas distribuidas la pérdida localizada puede expresarse con la formula generalizada:
4
2_
2* *
2
D
Qkg
VKH
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
Donde:∆H = pérdida piezométricaV = velocidad media del fluidoQ = caudalD = diámetro del conductoK, = constantesEn los dos diagramas anexos conseguidos con las dos siguientes
condiciones:a) Pérdida global medida en toda la tubería debida a órganos de
interceptación y codos; las pérdidas distribuidas en este caso pueden omitirse.
b) Pérdida medida arriba y abajo de un órgano de interceptación. Se ha llevado ∆H= f (Q²), se puede observar como bien se
corresponden los resultados experimentales y la forma de la relación teórica (lineal con respecto a Q²).
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
3.52
mediano
Q
H
Q [l/min] Q²∆H
(mm H2O)∆HQ²
5 25 135 5.4
6 36 205 5.7
7 49 260 5.3
7.5 56.25 310 5.5
8 64 345 5.4
8.5 72.25 360 5.0
9 81 390 4.8
∑=37.1
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
PERDIDA DE CARGA TOTAL
0
100
200
300
400
500
0 20 40 60 80 100
Q2 (l/min)2
H(m
mH
2O)
Serie1
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
Válvula esfera
2.12
mediano
Q
H
Q [l/min] Q²∆H
(mm H2O)∆HQ²
5 25 30 1.2
6 36 45 1.3
7 49 60 1.2
7.5 56.25 70 1.2
8 64 77 1.2
8.5 72.25 80 1.1
9 81 90 1.1
9.5 90.25 105 1.2
∑=9.5
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
Válvula de compuerta
1.02
mediano
Q
H
Q [l/min] Q²∆H
(mm H2O)∆HQ²
5 25 5 0.2
6 36 6 0.2
7 49 7 0.1
7.5 56.25 7.5 0.1
8 64 8 0.1
8.5 72.25 10 0.1
9 81 11 0.1
9.5 90.25 12 0.1
∑=1.2
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
Válvula a tronco de cono abierto
1.32
mediano
Q
H
Q [l/min] Q²∆H
(mm H2O)∆HQ²
5 25 70 2.8
6 36 115 3.2
7 49 155 3.2
7.5 56.25 175 3.1
8 64 200 3.1
8.5 72.25 210 2.9
9 81 245 3.0
9.5 90.25 280 3.1
∑=24.4
Estudio de perdidas de cargas Estudio de perdidas de cargas localizadaslocalizadas
1 Válvula de compuerta 2 Válvula a tronco de cono abierto3 Válvula esfera
Perdida de accesorios
0
50
100
150
200
250
300
0 20 40 60 80 100
Q2 (l/min)2
H (
mm
H2O
)
1
2
3
Gracias ………Gracias ………