Universidad Rafael LandvarFacultad de IngenieraLaboratorio de Mecnica de Fluidos, Seccin 02Catedrtica: Inga. Gretel de la Cruz

PRCTICA NO. 5PRDIDAS POR FRICCIN EN UN SISTEMA HIDRULICO

Andrs Asturias 1286307Diego Glvez 1209013 Susana Schmid 1265112

Guatemala, viernes 13 de marzo de 2014INTRODUCCIN

Esta prctica de laboratorio tuvo por objetivo determinar las prdidas por friccin en un sistema hidrulico, as como discutir a qu se debieron estas prdidas.

OBJETIVOS Calcular la diferencia de presin de entrada y la presin experimental ejercida por un pistn en un sistema hidrulico. Discutir a qu se debieron esas fuerzas de friccin.

MARCO TERICOEl principio de Bernoulli, expresado en su ecuacin que iguala las magnitudes de energas en un fluido en movimiento, se utiliza para describir las presiones, velocidades, y alturas en un conducto en dos puntos diferentes, mantenindose un flujo sin prdidas de energa.

Sin embargo, en condiciones no ideales, se presentas prdidas de energa que se manifiestan como una prdida gradual de reduccin de la presin a lo largo de la conduccin.

Donde representa la variacin de la presin manomtrica por unidad de longitud, a lo largo de una distancia entre las dos secciones consideradas. Esta variacin se debe principalmente al rozamiento interno del lquido (viscosidad) y al rozamiento con las paredes del tubo.

Tambin hay prdidas menores, debidas a codos, bifurcaciones, juntas de unin o vlvulas. Aunque estas son menores, en muchos casos son ms importantes que las debidas al rozamiento (Streeter, 1968).

Equipo hidrulico

Dos partes importantes del equipo hidrulico utilizado fueron la vlvula de control de flujo y la vlvula de alivio. Las vlvulas de control de flujo se utilizan, como su nombre lo indica, para regular el flujo en un sistema. Las vlvulas de alivio sirven para liberar la presin de un sistema, cuando esta llega a un lmite establecido, evitando as que el sistema falle (explote).

DATOS OBTENIDOS

Tabla No. 1 Fuerza ejercida por el pistn

No.Lectura en manmetro (psi)Fuerza ejercida por el pistn (lb)

1500725

2400600

3300420

CLCULOS

1) Cul es la frmula para determinar la fuerza en un sistema hidrulico?

2) Si el dimetro interior D de un pistn del cilindro es igual a 3.81 cm (1.5 plg), calcule el rea total A, de este pistn.

3) Utilizando esta rea y la frmula del paso 1, calcule la fuerza terica del cilindro para los niveles de presin de la siguiente tabla.

Fuerza cilndrica terica con 500 psi:

Fuerza cilndrica terica con 400 psi:

Fuerza cilndrica terica con 300 psi:

RESULTADOS

Tabla No. 2 Presin aplicada, fuerza cilndrica terica y experimental

Presin aplicada en el rea total del pistnFuerza cilndrica terica (lb)Fuerza cilndrica actual (lb)

3500 kPa (500 psi)883.55725

2800 kPa (400 psi)706.84600

2100 kPa (300 psi)530.13420

Tabla No. 3 Diferencia de la fuerza cilndrica terica y fuerza cilndrica actual

Presin aplicada en el rea total del pistnDiferencia en la fuerzas cilndricas (lb)

3500 kPa (500 psi)158.55

2800 kPa (400 psi)106.84

2100 kPa (300 psi)110.13

DIAGRAMA DE FLUJO

DISCUCIN DE RESULTADOS

En todos los casos la presin se redujo por ms de 100 lb, o cual sera una cantidad considerable si se tratara de un sistema que necesitara operar continuamente, pues la prdida de trabajo sera importante.

Segn la teora consultada, la prdida de carga o fuerza pudo deberse al rozamiento del fluido con las paredes de las mangueras, y tambin a la falta de presurizacin adecuada en las mangueras (pues estas goteaban al ser instaladas, y la vlvula de alivio no funcionaba adecuadamente). Otros elementos que pudieron influir en la prdida de energa fueron las conexiones o bifurcaciones en las uniones as como los codos de otras partes del sistema (Streeter, 1968).

CONCLUSIONES

La prdida de fuerza siempre fue mayor a 100 lbs. La prdida de fuerza se debi principalmente al rozamiento interno del lquido, al rozamiento con las paredes de las mangueras y a las conexiones y bifurcaciones del sistema.

RECOMENDACIONES Verificar que las mangueras estn correctamente selladas. Determinar la prdida de fuerza por unidad de longitud del recorrido, utilizando para ello la longitud de las mangueras y conexiones. Simplificar el sistema y comprobar si la prdida de carga se reduce luego de ello.

BIBLIOGRAFA

Hecht, E. (2001). Fundamentos de fsica. (2. ed.). Mxico: Pearson Educacin.Tippens, P. (2001). Fsica. Conceptos y aplicaciones. (11. ed.). Mxico: Mc Graw Hill.Streeter, V. (1968). Mecnica de los fluidos. (4. ed.). Madrid: Mc Graw Hill.