estudiante

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 ENSAYODE PÉRDIDAS 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 DEINGENIERÍA

NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANO:

Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

VOCAL I:

Ing. Glenda Patricia García Soria

VOCAL II:

Lic. Amahán Sánchez Álvarez

VOCAL III:

Ing. Julio David Galicia Celada

VOCAL IV:

Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz

VOCAL V:

Br. Elisa Yazminda Vides Leiva

SECRETARIA:

Inga. Marcia Ivonne Véliz Vargas

TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMENGENERAL PRIVADO

DECANO:

Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

EXAMINADOR:

Ing. Ricardo Arturo Rodas Romero

EXAMINADOR:

Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta

EXAMINADOR:

Ing. Carlos Salvador Gordillo García

SECRETARIA:

Inga. Marcia Ivonne Véliz Vargas

HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad
de San Carlos deGuatemala, 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

V

GLOSARIO

XI

RESUMENXV

OBJETIVOS

XVII

INTRODUCCIÓN

1.

XIX

TEORÍA BÁSICA
1.1 Fundamentos del flujo de fluidos

1

1.1.1 Tipos de flujos

1

1.1.2 Líneas de corriente

2

1.1.3 Ecuación de continuidad

3

1.1.4 Conservación de la energía. Ecuación de Bernoulli

4

1.1.4.1 Interpretación de la ecuación de Bernoulli

5

1.1.4.2 Restricciones y aplicaciones de la ecuación deBernoulli

6

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

6
9
9

1.2.2 Flujo laminar. Ecuación de Hagen-Poiseuille

10

1.2.3 Flujo turbulento. Diagrama de Moody, ecuación de Colebrook

11

1.2.4 Fórmulas típicas. Ecuación de Hazen-Williams

14

1.2.5 Líneas de carga total ycarga piezométrica

15

I

2. PÉRDIDAS DE CARGA EN ACCESORIOS O MENORES
2.1 Definición. Fuentes de pérdidas menores.

17

2.1.1 Coeficientes de resistencia

17

2.1.2 Método de las longitudes equivalentes

18

2.2 Pérdidas en cambios de secciones y conexiones

19

2.2.1 Ensanchamiento súbito

19

2.2.2 Ensanchamiento gradual

20

2.2.3 Contracción súbita

202.2.4 Contracción gradual

21

2.2.5 Salida de tuberías (entrada en depósitos o tanques)

22

2.2.6 Entrada en tuberías (salida del depósito o tanque)

23

2.3 Pérdidas para válvulas y codos

23

2.3.1 Valores prácticos

23

2.3.2 Nueva simplificación

25

2.3.3 Ejemplo de aplicación

25

2.4 Importancia relativa de las pérdidas localizadas

27

3. INSTRUMENTOS DEMEDICIÓN Y ESPECIFICACIONES DE
TUBERÍAS
3.1 Venturímetro

29

3.2 Rotámetro

31

3.3 Orificio

32

3.4 Especificaciones de tuberías

34

3.4.1 Materiales empleados en las tuberías

34

3.4.2 Conductos y tuberías comercialmente disponibles

35

3.4.3 Diámetros comerciales de los tubos

35

3.4.4 Velocidad de flujo recomendada en tuberías

38

II

3.4.5...