Banco De Perdidas

Banco de Perdidas Primarias y secundarias en ductos cerrados
Autores del Proyecto
Estudiantes de la clase de Mecánica de Fluidos IM-315

Resumen
A menudo, se enfrenta la tarea de diseñar sistemas para fluidos como redes de cañerías, y su cálculo debe realizarse en base a las pérdidas incurridas, cuando un fluido circula a través de cañerías, válvulas, uniones, codos y otros elementos, asícomo también el comportamiento que adquirirá el fluido en su recorrido con respecto a las variantes asociadas a él.
En la elección de un ducto para el transporte de fluidos, intervienen dos factores que se contradicen entre sí. Por un lado está el tamaño del conducto, el cual debe ser mantenido en el mínimo para reducir el costo de instalación, y por la otra parte conviene que el ducto sea grandepara reducir la fricción y por ende el costo de bombeo.
Es indispensable que junto con la enseñanza teórica de la Mecánica de los Fluidos, esté también presente un programa experimental para entregar así una visión más real de los cambios que sufren los fluidos al modificar las variables que están directamente relacionadas con su comportamiento, como lo son el diámetro de la tuberia, el materialde esta y la cantidad y calidad del resto de elementos existentes, en el sistema.

Palabras Claves
Fricción
Perdidas
Turbulencia
Accesorios
Caudal
Flujo

Introducción

OBJETIVO GENERAL
- Diseñar un Banco de ensayos para el estudio del flujo de los fluidos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Estudiar las pérdidas de carga que sufre el fluido al atravesar los diferentes elementos en unainstalación hidráulica, tales como tuberías, válvulas, curvas y piezas especiales.
2. Determinar el factor de fricción para un flujo turbulento utilizando el diagrama de Moody.
3. Calcular la magnitud de la pérdida de energía para un flujo laminar o para uno turbulento en conductos y tubos redondos.
4. Reconocer las fuentes de pérdidas menores.
Antecedentes
Los bancos de pérdidas han sidoutilizados en otros países como Alemania, Estados Unidos de América, Chile y Costa Rica con objetivos didácticos y experimentales para determinar las perdidas, medir caudales, determinar rugosidades de materiales y observar como estas influyen en el flujo de fluidos una vez que se llega a la práctica. Muchos fabricantes de sistemas de bombeo utilizando estos dispositivos para probar configuracionesdiferentes de accesorios y tuberías, y así determinar cual produce menor cantidad de perdidas y reducir los costos de energía asociados con las pérdidas producidas por accesorios.
El Ing. Julio Henríquez Morales Olivares, en su tesis para egresar como Ingeniero Mecánico de la Universidad Técnica Federico Santa María diseño un banco utilizando tuberías solo de PVC, nosotros fuimos más allá yutilizamos tuberías de cobre, de hierro galvanizado y PVC, para considerar como influye la rugosidad en las pérdidas.
Estado Actual del Problema
La Falta de equipo de laboratorio para poder determinar las pérdidas que se dan en ductos cerrados, accesorios, estrechamientos y ensanchamientos bruscos en las tuberías, que son una parte fundamental del análisis para el diseño de sistemas de bombeo noscondujo a la realización del presente estudio.

Hipótesis

Las perdidas hidráulicas en ductos cerrados varían de acuerdo al tipo de material con que se fabrica la tubería, los accesorios utilizados, la longitud y los diámetros de la tubería.
Metodología
Se diseño una red de tuberías que tuvieran diferentes tipos de accesorios, materiales y tamaños necesarios para poder hacer las medicionescorrespondientes en diferentes puntos críticos para respaldar los cálculos teóricos obtenidos de los supuestos basados en las leyes que rigen el comportamiento de un fluido. Las ecuaciones que rigen el flujo de fluidos de las que nos auxiliamos son entre otras: La ecuación de Bernoulli, La ecuación de Darcy-Weisbach, la Ecuacion de Hagen-Poiseuille, La ecuación de Karman-Prandtl, entre otras....