flujo incompresible

INFORME N°5
“PERDIDA DE CARGA - FLUIDO INCOMPRESIBLE”






Introducción
El flujo de un fluido en tuberías viene acompañado de una pérdida de energía denominada pérdida de carga. Para los fluidos incompresibles es muy importante saber las características de los elementos por los cuales el fluido va a ser transportado ya sean tuberías o singularidades cuya función es cambiar ladirección o regular de alguna forma el flujo, ya que éstas son necesarias para saber el valor de las pérdidas de carga. Tradicionalmente se separa el estudio de pérdidas de carga en las tuberías con aquellas que producen los accesorios, las de tuberías son de gran importancia cuando las longitudes de los conductos son considerables.
En esta ocasión trabajamos con tuberías horizontales donde la pérdida decarga se ve reflejada como una disminución de presión en sentido del flujo. Fue necesario recurrir a tablas para obtener los datos de densidad y viscosidad del fluido que utilizamos el cual fue agua debido a su bajo costo, a que es fácil de conseguir y es muy práctico.










Objetivos

Determinar las pérdidas de carga de un líquido experimentalmente al deslizarse mediante unsistema de tuberías y compararlo con el teórico.
Determinar el caudal total experimentalmente, comparándolo con lo que predice la teoría.














Marco teórico
Un fluido se considera incompresible cuando su densidad  permanece constante con el tiempo, y tiene la capacidad de oponerse a la compresión del mismo bajo cualquier condición. Esto quiere decir que la masa niel volumen del fluido pueden cambiar. Considerándose también incompresible cuando el fluido no sufre alteración alguna, durante el curso de movimiento.

Como ejemplo tenemos el agua, que es un fluido que se asume incompresible, ya que la densidad permanecerá prácticamente igual, aún bajo presión.
Los líquidos corresponden al grupo de los fluidos incompresibles, y en términos matemáticos esto significa quela densidad de tal fluido se supone constante:


El gráfico que relaciona las rugosidades relativas con el número de Karman (√𝑓·Re) y 1/√𝑓, que sirve para poder determinar el factor de fricción de distintos sistemas de tuberías y así velocidades de cada tramo junto con su caudal. A continuación se muestra el modo:

Despejando factor de fricción junto con velocidad media se obtiene:

Alaplicar raíz a ambos lados nos queda:

Si multiplicamos ambos lados por , nos queda:



Materiales y reactivos

Tubo recto de acero galvanizado 1” con una longitud de 4,46m (rama 1)
Tubo recto de fierro negro 1” cédula 40 con una longitud de 4,46m (rama 3)
Tubo recto de cobre 1” tipo K con una longitud de 4,46m (rama 4)
Tubo recto de PVC 1” cédula 10 con una longitud de 4,46m (rama 5)
BombaREGGIO 2,2HP
Manómetro en U
Rotámetro 4-40GPM
Huincha
Cronómetro
Termómetro
Probeta de 2L
Agua






Procedimiento Experimental

Lo primero que realizamos fue encender la bomba y verificar que las válvulas de paso de entrada, salida y retorno estuvieran abiertas.
Luego para todas las ramas a analizar se midió el flujo de agua total mediante el rotámetro y además se determinómidiendo el tiempo de llenado en una probeta de 2 litros.
Además en cada uno de los tramos de tuberías se midieron las pérdidas de carga.













Resultados
Rama
Pérdidas mmHg
Pérdidas Pa (Kg/m s2)
Pérdidas m2/s2
√𝑓· Re
√𝑓· Re
1
2
266,6
0,266792
1523,837774
1,52E+03
3
10
1333,0
1,333960
2816,668764
2,82E+03
4
6
799,8
0,800376
2221,270921
2,22E+03
5
4533,2
0,533584
2069,971252
2,07E+03

Rama
1/√𝑓
Factor fricción
Velocidad (m/s)
Caudal (m3/s)
Pérdidas teóricas (m2/s2)
Reynolds
Factor Darcy
1
4,9
0,041649
0,294532752
0,0002110
0,251102581
7466,8050
0,0392
3
5,7
0,030779
0,719009651
0,0003996
1,317547402
16055,011
0,0304
4
5,6
0,031888
0,550452978
0,0003133
0,803193595
12439,117
0,032
5
5,5
0,033058...