Lab Uni de Fluidos II Perdida de Carga en Tuberias

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA

PÉRDIDA DE CARGA EN TUBERIAS

INTRODUCCIÓN

En este ensayo de laboratorio el problema a resolver específicamente es evaluar la perdida de energía que

ocasiona un fluido ya sea laminar o turbulento (por la viscosidad) al pasar a través de un tubo que sufre una

disminución del área transversal en todo su recorrido.

El análisis del comportamiento que presentará el fluido puede ser calculado; con errores muy insignificantes.

Las pérdidas de carga a lo largo de un conducto de cualquier sección pueden ser locales o de fricción, su

evaluación es importante para el manejo de la línea de energía cuya gradiente permite reconocer el flujo en sus

regímenes: laminar, transicional o turbulento, dependiendo de su viscosidad.

Cuando el fluido es más viscoso habrá mayor resistencia al desplazamiento y por ende mayor fricción con las

paredes del conducto, originándose mayores pérdidas de carga; mientras que, si la rugosidad de las paredes es

mayor o menor habrá mayores o menores pérdidas de carga.

Esta correspondencia de rugosidad-viscosidad ha sido observada por muchos investigadores, dando a la

correspondencia entre los números de Reynolds (Re), los parámetros de los valores de altura de rugosidad “k” y

los coeficientes de fricción “f” que determinan la calidad de la tubería.

El gráfico de Moody sintetiza las diversas investigaciones realizadas acerca de la evaluación de los valores “f”

en los distintos regímenes de flujo.

El flujo de un fluido real es más complejo que el de un fluido ideal. Debido a la viscosidad de los fluidos reales,

en su movimiento aparecen fuerzas cortantes entre las partículas fluidas y las paredes del contorno y entre las

diferentes capas de fluido.

Por ello que el análisis y problemas de flujos reales se resuelven aprovechando datos experimentales y utilizando

métodos semiempíricos.

PERDIDA DE CARGA EN TUBERIAS



1. OBJETIVOS

- Estudiar las perdidas de cargas debido a los accesorios que se instalan en un tramo de la tubería, como

codos, ensanchamiento, contracción venturímetro, válvula, etc.

- Poder observar algunos efectos ya conocidos que producen las pérdidas de cargas como las

singularidades y los efectos de la rugosidad que se encuentran en el tramo de la tubería.

- Estudiar en forma detallada las pérdidas de carga lineal en conductos circulares, obteniendo una gran

variedad de curvas que relacionan los coeficientes de pérdidas “f” en función del número de Reynolds,

apoyándonos en el grafico de Moody.

- Estudiar y analizar los datos obtenidos en el ensayo de laboratorio con los datos que obtenemos

apoyándonos en libros que usualmente trabajamos en teoría y debido a que se obtiene una cierta diferencia.

- Aprender a utilizar el diagrama de Moody, para calcular la rugosidad relativa de la tubería y saber si

el flujo es turbulento o laminar.

2. FUNDAMENTO TEORICO

2.1 PERDIDAS DE CARGAS

Las perdidas de carga en las tuberías son de dos clases : primarias y secundarias .

Las perdidas primarias son las perdidas de superficie en el contacto del fluido con la tubería (Capa Limite),

rozamiento de unas capas de fluidos con otras (Régimen Laminar) o de las partículas de fluido entre si (Régimen

Turbulento). Tienen lugar en flujo uniforme, por tanto principalmente en los tramos de tubería de sección

constante.

Las perdidas secundarias son las perdidas de forma, que tienen lugar en las transiciones (estrechamiento o

expansiones de la corriente), codos, válvulas, y en toda clase de accesorios de tubería. Si la conducción es larga

como en oleoductos o gaseoductos, las perdidas secundarias tienen poca importancia, pudiendo a veces

despreciarse; o bien se tienen en cuenta al final , sumando un 5 al 10 por ciento de las perdidas principales

halladas .




Consideremos el esquema de conducción representado en la Figura. Los tramos a-b, d-e, f-g, h-i, j-k y l-m , son

tramos rectos de tuberías de sección constante . En todos ellos se originan perdidas primarias. En los restantes

tramos se originan perdidas secundarias: así F es un filtro, F-a desagüe de un deposito , b-c un codo, c-d un

ensanchamiento brusco, e-f un codo, g-h un ensanchamiento brusco, i-j un estrechamiento brusco, k-l un

medidor de caudal y m-n desagüe en un deposito.

La ecuación de Bernoulli escrita entre el punto 1 y 2 es la misma, pero el termino Hr 1-2 engloba ahora las

perdidas primarias y secundarias .

En el Caso particular del ejemplo:

p1 = p2 = 0 (presión atmosférica)

v1 = v2 = 0 (depósitos grandes, velocidad de descenso del agua en 1 y de ascenso en 2 despreciables ).

Luego: z1 – z2 = Hr1-2

El termino Hr1-2 se puede descomponer así:

Hr1-2 = Hrp1-2 + Hrs1-2

donde: Hrp1-2 : Suma de perdidas primarias entre 1 y 2 .

Hrs1-2 : Suma de perdidas secundarias entre 1 y 2 .

El término Hr1-2 se conoce con el nombre de perdida de carga, y es precisamente el objeto de nuestro estudio en

este caso.

Es importante observar que la perdida de carga depende de la distribución de velocidades, del tipo de fluido y,

algunas veces de la rugosidad de la superficie de la tubería .De este modo, si se conocen estas condiciones, la

inclinación de la tubería no produce alteración. Supóngase, ahora, que la tubería sufre un cambio de sección

transversal. La caída de presión real a lo largo de un tubo de corriente, incluye ahora el efecto de un cambio de

velocidad, además del cambio de altura y de la perdida de carga. El flujo puede considerarse como formado por

flujos paralelos distintos en las dos secciones de la tubería con una región muy pequeña en el codo de reducción .

En el calculo de las perdidas de carga en tuberías juegan un papel discriminante dos factores: el que la tubería

sea lisa o rugosa y el que el régimen de corriente sea laminar o turbulento; pero consideraremos con mas

detención el influjo de una corriente turbulenta.




ECUACIÓN GENERAL DE LAS PERDIDAS PRIMARIAS : ECUACIÓN DE DARCY WEISBACH

Los manuales de Hidráulica están llenos de tablas, curvas, ábacos y nomogramas para el cálculo del término

Hr1-2 que es preciso utilizar con precaución. Hay tablas, por ejemplo, que solo sirven para las tuberías de

fundición. En estas tablas no se menciona para nada la rugosidad porque es un factor de constante en las tuberías

de fundición; pero seria erróneo utilizar estas tablas , por ejemplo , para perdida de carga en tuberías de uralita

Ya a fines del siglo pasado experimentos realizados con tuberías de agua de diámetro constante demostraron que

la perdida de carga era directamente proporcional al cuadrado de la velocidad media en la tubería y a la longitud

de la tubería e inversamente proporcional al diámetro de la misma . La formula fundamental que expresa lo

anterior es la siguiente:

Hrp = f*L*v2 / (D*2*g )

Donde:

f = Coeficiente de fricción..

L = Longitud del tramo considerando.

D = Magnitud característica, diámetro de la tubería de sección circular .

V = Velocidad media ( V = Q/A).

G = Aceleración de la gravedad.

El factor f..- Es obviamente adimensional; depende de la rugosidad k, la cual, como se explica puede expresarse

en unidades de longitud (m).

Dicha figura representa microscópicamente la rugosidad de la tubería y con ello se explica el significado del

parámetro k.

De lo dicho se deduce : f = f (v,D,,n,k )

Siendo f adimensional la función deberá ser una función de variables adimensionales . En efecto , el

análisis dimensional demuestra que ,

f = f( v*D* / , k/D )

donde:

Re = *V*D/ o V*D/




DIAGRAMA DE MOODY:

La ecuación de Poiseuille junto con la ecuación de Colebrook – White permiten el calculo del coeficiente f en

todos los casos que pueden presentarse en la practica . Dichas ecuaciones pueden programarse para la resolución

de los problemas pertinentes con ordenador . Las mismas ecuaciones se representan gráficamente en el ábaco

conocido con el

nombre de diagrama de Moody , que se representa en el anexo, en la parte posterior .

Características del diagrama de Moody :

Esta construido en papel doblemente logarítmico.

Es la representación grafica de dos ecuaciones :

La ecuación de Poiseuille , esta ecuación en papel logarítmico es una recta. La prolongación

dibujada a trazos es la zona critica; en esa zona solo se utilizara la recta de Poiseuille si consta que

la corriente sigue siendo puramente laminar . De lo contrario f puede caer en cualquier punto ( según

el valor de Re ) de la zona sombreada ( la zona critica es una zona de incertidumbre ) .

La ecuación de Colebrook – White . En esta ecuación f = f( Re, k/D ), o sea f es función de dos

variables . Dicha función se representa en el diagrama de Moody por una familia de curvas, una para

cada valor del parámetro k/D . Estas curvas para números bajos de Reynolds coinciden con la

ecuación de Blasius y la primera ecuación de Karman- Prandtl es decir son asintóticas a una u otra

ecuación y se van separando de ellas para números crecientes de Reynolds. Esto se representa en el

esquema simplificado del diagrama de Moody .

Es un diagrama adimensional, utilizable con cualquier sistema coherente de unidades.

Incorpora una curva de trazos, que separa la zona de transición de la zona de completa turbulencia.

Esta curva de trazos es convencional ( en realidad las curvas son, como ya se han dicho asintóticas ).

Los valores de k que se necesiten para leer este diagrama pueden obtenerse de la tabla siguiente:




Los valores de la tabla son un tanto imprecisos, por lo cual el valor de f obtenido, que puede tener un error de +-

5% en tuberías lisas, puede llegar a +-10% en tuberías rugosas. De ordinario no se necesita más precisión. En

muchos problemas puede obtenerse una primera aproximación haciendo f = 0.02 a 0.03. En un tubo rectilíneo la

influencia del cambio de sección se hace sentir hasta un recorrido igual a 10 veces el diámetro (60 veces si el

flujo es laminar). El cálculo de f es, pues menos preciso aun si la tubería es corta.

TUBO DE VENTURI:

El Tubo de Venturi fue creado por el físico e inventor italiano Giovanni Battista Venturi (1.746 – 1.822). Fue

profesor en Módena y Pavía. En Paris y Berna, ciudades donde vivió mucho tiempo, estudió cuestiones teóricas

relacionadas con el calor, óptica e hidráulica. En este último campo fue que descubrió el tubo que lleva su

nombre. Según él este era un dispositivo para medir el gasto de un fluido, es decir, la cantidad de flujo por


Tipo de Tubería

Rugosidad

absoluta

K (mm )

Tipo de Tubería

Rugosidad

absoluta

K (mm )

Vidrio, cobre o latón estirado < 0.001 (o lisa) Hierro galvanizado 0.15 a 0.20

Latón industrial 0.025 Fundición corriente nueva 0.25

Acero laminado nuevo 0.05 Fundición corriente oxidada 1 a 1.5

Acero laminado oxidado 0.15 a 0.25 Fundición asfaltada 0.1

Acero laminado con

incrustaciones

1.5 a 3 Cemento alisado 0.3 a 0.8

Acero asfaltado 0.015 Cemento bruto Hasta 3

Acero roblonado 0.03 a 0.1 Acero roblonado 0.9 a 9

Acero soldado, oxidado 0.4 Duelas de madera 0.183 a 0.91



unidad de tiempo, a partir de una diferencia de presión entre el lugar por donde entra la corriente y el punto,

calibrable, de mínima sección del tubo, en donde su parte ancha final actúa como difusor.

Diagrama de un tubo de venturi Líneas de corriente en el tubo de venturi

El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por él un fluido. En esencia,

éste es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos cónicos. La presión varía en la proximidad de la

sección estrecha; así, al colocar un manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la caída

de presión y calcular el caudal instantáneo, o bien, uniéndola a un depósito carburante, se puede introducir este

combustible en la corriente principal. Las dimensiones del Tubo de Venturi para medición de caudales, tal como

las estableció Clemens Herschel, son por lo general las que se indica en el Laboratorio. La entrada es una tubería

corta recta del mismo diámetro que la tubería a la cual va unida. El cono de entrada, que forma el ángulo a1,

conduce por una curva suave a la garganta de diámetro d1. Un largo cono divergente, que tiene un ángulo a2,

restaura la presión y hace expansionar el fluido al pleno diámetro de la tubería. El diámetro de la garganta varía

desde un tercio a tres cuartos del diámetro de la tubería. La presión que precede al cono de entrada se transmite a

través de múltiples aberturas a una abertura anular llamada anillo piezométrico. De modo análogo, la presión en

la garganta se transmite a otro anillo piezométrico. Una sola línea de presión sale de cada anillo y se conecta con

un manómetro o registrador. En algunos diseños los anillos piezométricos se sustituyen por sencillas uniones de

presión que conducen a la tubería de entrada y a la garganta. La principal ventaja del Vénturi estriba en que sólo

pierde un 10 - 20% de la diferencia de presión entre la entrada y la garganta. Esto se consigue por el cono

divergente que desacelera la corriente. Es importante conocer la relación que existe entre los distintos diámetros

que tiene el tubo, ya que dependiendo de los mismos es que se va a obtener la presión deseada a la entrada y a la

salida del mismo para que pueda cumplir la función para la cual está construido. Esta relación de diámetros y

distancias es la base para realizar los cálculos para la construcción de un Tubo de Venturi y con los




conocimientos del caudal que se desee pasar por él. Deduciendo se puede decir que un Tubo de Venturi típico

consta, como ya se dijo anteriormente, de una admisión cilíndrica, un cono convergente, una garganta y un cono

divergente. La entrada convergente tiene un ángulo incluido de alrededor de 21º, y el cono divergente de 7 a 8º.

La finalidad del cono divergente es reducir la pérdida global de presión en el medidor; su eliminación no tendrá

efecto sobre el coeficiente de descarga. La presión se detecta a través de una serie de agujeros en la admisión y la

garganta; estos agujeros conducen a una cámara angular, y las dos cámaras están conectadas a un sensor de

diferencial de presión.Se pueden llevar a cabo dos simplificaciones en este momento. Primero, la diferencia de

elevación (z1-z2) es muy pequeña, aun cuando el medidor se encuentre instalado en forma vertical. Por lo tanto,

se desprecia este termino. Segundo, el termino hl es la perdida de la energía del fluido conforme este corre de la

sección 1 a la sección 2. El valor hl debe determinarse en forma experimental .

REGÍMENES DE FLUJO DE FLUIDOS EN TUBERÍAS

Laminar y turbulento:

En los fluidos reales, la existencia de la viscosidad hace que aparezca una resistencia al movimiento entre dos

capas contiguas de fluido, esta influencia dinámica de la viscosidad en el movimiento viene definida por el

número de Reynolds:

Comprobó que a velocidades bajas (inferiores a la critica) el flujo era laminar. Este régimen se caracteriza por el

deslizamiento de capas cilíndricas concéntricas una sobre otra de manera ordenada, siendo la velocidad del

fluido máxima en el eje de la tubería, disminuyendo rápidamente hasta anularse en la pared de la tubería. A




velocidades mayores que la crítica, el régimen es turbulento, y la distribución de velocidades es mas uniforme, a

pesar de ello siempre existe una pequeña capa periférica o subcapa laminar.

Para estudios técnicos:

- si R < 2000 el flujo se considera laminar.

- si R > 4000 el flujo se considera turbulento.

ECUACIONES QUE SE USARAN EN LOS CALCULOS

Pcf1-2 = f.L.V2 /(D*2*g)

f = Coeficiente de fricción. L = Longitud del tramo considerado.

D = Diámetro V = Velocidad media (V = Q/A)

g = Aceleración de la gravedad.

Re= V*D/

Re = Numero de Reynolds. V = Velocidad de la Tubería .

= Viscosidad Cinemática.

METODO DE MEDICION DE CAUDALES POR MEDIO DE VERTEDEROS.

Este método se utiliza cuando la corriente posee un caudal tal que no permite usar otro método y donde las

condiciones del terreno lo permitan. Es el más adecuado cuando se desea obtener registros de caudal de la

corriente por periodos largos.

Consiste en hacer circular la corriente de agua a través de restricciones de geometría y perfil conocido, de modo

que, por medio de la medición de un parámetro, normalmente la altura del agua sobre la cresta superior del

vertedero, es posible cuantificar la cantidad de agua que fluye.

Aunque existen distintas formas de vertederos, solo se especificaran las características del vertedero triangular.

VERTEDERO DE REBAJO TRIANGULAR.




Este vertedero se utiliza preferentemente para la medición de pequeños caudales, inferiores a 300 lts/s (mínimo 3

lts/s), en canales de ancho reducido respecto a su profundidad.

Este vertedero de puede apreciar en la siguiente figura.

3. EQUIPO Y ESQUEMA

El equipo consiste en:

Un banco de tres tuberías de acero fundido cuya longitud útil para realizar los ensayos es de 2m para

analizar las pérdidas por fricción y la longitud de la tubería del medio(forma circular) para determinar las

perdidas locales y el diámetro interiores de 8cm.

Un reservorio elevado metálico con un controlador de nivel con un difusor en la parte superior, que asegura la

alimentación a las tuberías bajo una carga constante y por consiguiente un mismo caudal.

Accesorios para medir las pérdidas de carga locales que serán acoplados al primer conducto (codo,

ensanchamiento y contracción venturímetro, válvula, etc.).

Una batería de piezómetros conectados al tablero de medición con conductos flexibles (mangueras

transparentes).




Los conductos y accesorios deben ser instalados a presión en la posición adecuada para obtener la línea

piezométrica correcta y las correspondientes pérdidas de carga.

4. PROCEDIMIENTO

1) Hacer circular agua a través de las tuberías elegidas para el experimento, en conjunto o

independientemente. Para verificar el buen funcionamiento de los medidores de presión se debe aplicar una

carga estática al equipo, cuando no exista flujo los piezómetros deberán marcar la misma carga.

Tuberías por donde pasa el agua, bomba que lleva agua al tanque, desde la cual alimenta a las

tuberías, el agua excedente va por una tubería que llena al tanque de agua.

2) En el contador volumétrico, medir el volumen y el tiempo , para ver más o menos el caudal




aproximado que se está usando.

3) Medir el caudal en la tubería con el vertedero y el contador volumétrico (aquí tomar tres medidas para

un mismo caudal para luego promediar) calibrado.

4) Hacer las mediciones de nivel en los piezómetros.




Piezómetros conectados en los puntos a medir la carga y la forma de la singularidad, el área se reduce

luego aumenta.

Medición de la carga en los piezómetros

5) Cambiar el caudal, abriendo gradualmente la válvula compuerta instalada al final de la tubería y repetir 7

veces para asegurar buenos resultados.




6) Medir la temperatura del agua para cada toma de datos, se utilizará un Termómetro digital.

5. DATOS

CUESTINARIO

a) ¿Que similitud existe el grafico de Nikuradse y de Moody?

La naturaleza compleja que tiene la rugosidad de las tuberías comerciales es esencialmente irregular de aca que

Nikuradse uso en sus experiencias rugosidad artificial constituida por esferas de diámetro uniforme (granos de

arena). Pero las tuberías comerciales tienen rugosidad natural, el estudio experimental de la perdida de carga fue

hecha entre otros por Moody, estableciendo un grafico similar al de Nikuradse y que relaciona el coeficiente f de

Darcy, el numero de Reynolds y los valores de rugosidad relativa las características de este grafico son similares

al de Nikuradse.

b) ¿Que indica la líneas de gradiente?

La línea de gradiente indica por medio de su altura sobre el eje de la tubería la presión en cualquier punto de ella.

La línea de gradiente hidráulica indica por su descenso vertical la energía perdida entre dos secciones (para el

movimiento uniforme).

La gradiente hidráulica es recta para tuberías rectas de sección trasversal constante y para tuberías cuya longitud

sea aproximadamente igual a la línea que une sus extremos

Es una forma de visualizar gráficamente la energía de presión (LGH: Línea de Gradiente Hidráulico) o la suma de

todas las energías (LET: Línea de Energía Total), que tiene el fluido en cada uno de los puntos de la tubería por

donde fluye.




Si se considera un tubo horizontal de sección constante, figura 4.1; la energía total que el líquido posee en un punto

dado, es la suma de la energía de posición, la energía de velocidad y la energía de presión.

Si en un punto A del tubo se hace un orificio y se inserta un tubo que llamamos piezómetro, el agua ascenderá hasta

un determinado nivel, cuya altura es justamente la medida de presión en ese punto. Si el piezómetro se inserta en un

punto B, el agua subirá allí hasta un nivel menor que el alcanzado en A; esto debido a las pérdidas por fricción entre

esos dos puntos. Lo mismo sucedería entre B-C, etc. La unión de esos puntos conforma la LGH.

hA =PA/γ => Energía de presión en el punto ASh= hf /L =>pendiente de la línea de gradiente hidráulico, es la tangente del ángulo α

La línea de gradiente hidráulico o piezométrica muestra la elevación de la energía de presión a lo largo de la tubería;

permitiendo determinar o visualizar la presión que se presenta en cada punto de la tubería. En una tubería uniforme

la energía de la velocidad V2/2g, es constante y la línea de energía total es paralela a la línea de gradiente hidráulico.

c) ¿Qué puede suceder, si en la tubería se presentarían velocidades grandes?




Se sabe que para tuberías de acuerdo al material que es las velocidades tiene que estar en un rango de valores

tanto que se puede establecer que las velocidades máximas no deben superar los 4 a 5 m/seg. En las tuberías de

gran diámetro. No es conveniente, por término general, que las velocidades superen los 2,50 m/seg. Las tuberías

de plástico admiten velocidades máximas superiores a las de fundición que, a su vez, admiten velocidades

superiores a las de fibrocemento.

Los valores mínimos de la velocidad se establecen en función de la rugosidad del material con el que está

construido la tubería.

d) De los datos obtenidos del laboratorio determinar, para cada juego de datos

ENSAYO NIVEL PIEZOMETRICO (P1/k) VERTEDERO

No.1 2 3 4 5 6 CAUDAL

cm cm cm cm cm cm lt / s1 224.1 221.3 220.2 220.5 217.2 211 0.6212 223.8 220.4 216.8 211.3 207.3 201.6 1.1043 222.1 216.9 211.8 203.8 297.1 189.3 1.4884 215.1 215.9 210.5 200.7 194.9 186 1.8955 223.7 220.1 216.5 211 206.8 201 2.4246 211.4 194.3 178 152 132.3 104.1 2.77

d.1 El Numero de Reynolds, Re :

El número de Reynolds, Re

La temperatura del agua es de 19° C, y de acuerdo a ello se halla interpolando la viscosidad cinemática,

según tablas.

15° C ---------- 1.141 x 10-6

19.1° C ---------- ν




20° C ---------- 1.007 x 10-6

ν = 1.03112 x 10-6 m2/s

Luego : V = =

Re = V.D/ ν Re = (4Q)/(π.D.ν)

ENSAYO D Q(m3/s) Re

1 0,08 0.000621 9585.22962

2 0,08 0.001104 17040.40821

3 0,08 0.001488 22967.50672

4 0,08 0.001895 29249.61374

5 0,08 0.002424 37414.80934

6 0,08 0.00277 42755.37206

d.2 La pérdida de carga por fricción:

Se tomará en cuenta las dos tuberías (1-2 y 5-6) para determinar las pérdidas de carga por fricción, según:

hf 1-2 =P1/g - P2/ghf 3-4 =P3/g - P4/g

hf1-2 hf3-4 hprom(cm) hprom(m)

1 2.8 -0.3 1.25 0.0125




2 3.4 5.5 4.45 0.04453 5.2 8 6.6 0.0664 -0.8 9.8 4.5 0.0455 3.6 5.5 4.55 0.04556 17.1 26 21.55 0.2155

d.3 Coeficiente de fricción ,f

Se tomará las tuberías 1-2 y 5-6, ya que presentan las mismas características (L = 2m , D = 0.08m), por lo tanto los valores de “f”que se obtenga, se promediarán.

Aplicaremos la ecuación de Darcy:

hf = f . L . V 2 D 2g

No.velocidad hf 1-2

f1-2hf 3-4

f3-4 f promediom/s m m

1 0.123941912 2.8 1.43047622 -0.3 -0.15326531 0.6386054572 0.208095088 3.4 0.61618944 5.5 0.99677704 0.8064832423 0.303588054 5.2 0.44278508 8 0.68120782 0.5619964524 0.348947212 -0.8 -0.05156197 9.8 0.63163415 0.290036095 0.529787016 3.6 0.10066045 5.5 0.1537868 0.1272236266 0.556047582 17.1 0.43404144 26 0.65994604 0.54699374

d.4. El coeficiente de pérdida local “K”Considerando solo pérdidas locales entre 5 y 6, se tiene que

h 5-6 = P5/g - P6/g

y también: h 5-6 = K*V2/2g




No.velocidad 5 velocidad 6 h 5-6 k

m/s m/s m1 0,123544025 0,494176098 0,061 4,900781792 0,219633821 0,878535286 0,057 1,4489568093 0,296028194 1,184112777 0,078 1,0914591134 0,376998271 1,507993086 0,089 0,7678746125 0,482239478 1,92895791 0,058 0,3058309926 0,55107399 2,204295962 0,282 1,138697327

d.5 El coeficiente “C” de Chezy.

C = √ 8*g/f

No. C1 11,085701612 9,8646532353 11,817148974 16,449529345 24,836798426 11,97811061

d.6 El coeficiente “CH” de Hanzen & Williams.

Q = 0.000426*CH*(D^2.63)*(S^0.54)

Donde:Q(lts / s)D(pulgadas)S(m/Km) = hf / L

No. CH1 36376,0212 18324,50253 14811,28964 18214,2735 18105,91366 7817,80926




OBSERVACIONES:

1. Para el desarrollo del cuestionario nos debieron dar datos que hayan sido obtenidos correctamente o

sea personas que saben el manejo del equipo, para que nuestros resultados sean coherentes con la

realidad.




2. Se usa el caudal del vertedero ya que éste se supone que nos daba datos más confiables.

3. Al momento de tomar los datos del piezómetro se observó que estos vibraban, esto se debe a que a la

salida hay una válvula, que controla la salida del caudal y acá se está produciendo el golpe de ariete,

la cual genera una velocidad de onda que hace oscilar el piezómetro.

4. Vemos que el equipo está mal diseñado debido a que los diámetros de la tubería de succión y de

impulsión son iguales, y como sabemos nosotros esto esta generando presiones negativas que está

malogrando la bomba. Por eso el diámetro de la tubería de impulsión debe ser menor que la de

succión.

f) Conclusiones y recomendaciones.

S e observa que la perdida de carga en la tubería, viene descendiendo casi rectilíneamente; pero se

ve un pronunciado descenso a la hora que pasa por el venturímetro; esto se debe a que al ser l a

garganta de menor diámetro, la velocidad aumenta, y por ello la presión se reduce.

Las conclusiones sobre el Diagrama de Moody, se dan a conocer mas a bajo.




Se recomienda anular los datos que suelen ser muy distanciados o muy diferente de los demás; ya

que puede ser un dato mal tomado, y no debe influir en los resultados del experimento.

Solo se tomo perdida de fricción en las tuberías 1-2, y 3-4, ya que eran de mayor longitud; y solo se

tomo perdida local en el Venturímetro, mas no la perdida por carga de fricción, ya que es una tubería

bastante corta en longitud.

Se puede concluir que debido a factores, que se han visto (rugosidad, deterioro, etc.), siempre

presentan perdidas de energía, por lo que nunca se podrá asumir la ecuación de Bernoulli, de frente

en las tuberías .


Lab Uni de Fluidos II Perdida de Carga en Tuberias

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