Analisis hidraulico

Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil

MANUAL PARA ENSAYO DE PÉRDIDAS DE ENERGÍA EN ACCESORIOS DE TUBERÍA DEL LABORATORIO DE HIDRÁULICA

Fernando Ponce Victoria Asesorado por el Ing. Carlos Salvador Gordillo García

Guatemala, octubre de 2006

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

MANUAL PARA ENSAYO DEPÉRDIDAS DE ENERGÍA EN ACCESORIOS DE TUBERÍA DEL LABORATORIO DE HIDRÁULICA

TRABAJO DE GRADUACIÓN

PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA

FACULTAD DE INGENIERÍA POR

FERNANDO PONCE VICTORIA
ASESORADO POR EL ING. CARLOS SALVADOR GORDILLO GARCÍA AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL GUATEMALA, OCTUBRE DE 2006

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA

NÓMINADE JUNTA DIRECTIVA

DECANO: VOCAL I: VOCAL II: VOCAL III: VOCAL IV: VOCAL V: SECRETARIA:

Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos Ing. Glenda Patricia García Soria Lic. Amahán Sánchez Álvarez Ing. Julio David Galicia Celada Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz Br. Elisa Yazminda Vides Leiva Inga. Marcia Ivonne Véliz Vargas

TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO

DECANO: EXAMINADOR: EXAMINADOR:EXAMINADOR: SECRETARIA:

Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos Ing. Ricardo Arturo Rodas Romero Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta Ing. Carlos Salvador Gordillo García Inga. Marcia Ivonne Véliz Vargas

HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San Carlos de Guatemala, presento a su consideración mi trabajo de graduación titulado:MANUAL PARA ENSAYO DE PÉRDIDAS DE ENERGÍA EN ACCESORIOS DE TUBERÍA DEL LABORATORIO DE HIDRÁULICA,

tema que me fue asignado por la Dirección de Escuela de Ingeniería Civil, con fecha 24 de agosto de 2004.

FERNANDO PONCE VICTORIA

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES GLOSARIO RESUMEN OBJETIVOS INTRODUCCIÓN

V XI XV XVII XIX

1.

TEORÍA BÁSICA 1.1 Fundamentos del flujo de fluidos1.1.1 Tipos de flujos 1.1.2 Líneas de corriente 1.1.3 Ecuación de continuidad 1.1.4 Conservación de la energía. Ecuación de Bernoulli 1.1.4.1 Interpretación de la ecuación de Bernoulli 1.1.4.2 Restricciones y aplicaciones de la ecuación de Bernoulli 1.1.5 Número de Reynolds, flujo laminar y turbulento 1.2 Pérdidas de energía debido a la fricción 1.2.1 Factor de fricción. Ecuación de Darcy 1.2.2Flujo laminar. Ecuación de Hagen-Poiseuille 1.2.3 Flujo turbulento. Diagrama de Moody, ecuación de Colebrook 1.2.4 Fórmulas típicas. Ecuación de Hazen-Williams 1.2.5 Líneas de carga total y carga piezométrica 1 1 2 3 4 5 6 6 9 9 10 11 14 15

I

2. PÉRDIDAS DE CARGA EN ACCESORIOS O MENORES 2.1 Definición. Fuentes de pérdidas menores. 2.1.1 Coeficientes de resistencia 2.1.2 Método de laslongitudes equivalentes 2.2 Pérdidas en cambios de secciones y conexiones 2.2.1 Ensanchamiento súbito 2.2.2 Ensanchamiento gradual 2.2.3 Contracción súbita 2.2.4 Contracción gradual 2.2.5 Salida de tuberías (entrada en depósitos o tanques) 2.2.6 Entrada en tuberías (salida del depósito o tanque) 2.3 Pérdidas para válvulas y codos 2.3.1 Valores prácticos 2.3.2 Nueva simplificación 2.3.3 Ejemplo deaplicación 2.4 Importancia relativa de las pérdidas localizadas 17 17 18 19 19 20 20 21 22 23 23 23 25 25 27

3. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Y ESPECIFICACIONES DE TUBERÍAS 3.1 Venturímetro 3.2 Rotámetro 3.3 Orificio 3.4 Especificaciones de tuberías 3.4.1 Materiales empleados en las tuberías 3.4.2 Conductos y tuberías comercialmente disponibles 3.4.3 Diámetros comerciales de los tubos 3.4.4 Velocidad deflujo recomendada en tuberías 29 31 32 34 34 35 35 38

II

3.4.5 Predimensionamiento de tuberías

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4. PRÁCTICAS DE LABORATORIO 4.1 Descripción del equipo de pruebas 4.2 Ensayo I. Pérdidas de energía por fricción en tubería 4.2.1 Objetivos 4.2.2 Descripción del ensayo 4.2.3 Cálculos de resultados 4.2.4 Análisis de Resultados 4.3 Ensayo II. Pérdidas de energía en accesorios 4.3.1 4.3.2...