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Páginas: 9 (2145 palabras)
Publicado: 15 de septiembre de 2014
INDICE
1. INTRODUCCIÓN
El estudio de las tuberías hidráulicas es un tema que se ha influenciado en gran medida en la ingeniería civil, ya que permite conocer las pérdidas que se pueden presentar en las mismas por diferentes causas. Para el estudio de un sistema hidráulico, como lo es una tubería en la cual circula un líquido, es de suma importancia enfatizar los esfuerzosen determinar los diferentes tipos de energía que actúan en el flujo.
Si la energía en el sistema se conserva, en dos puntos dentro del sistema se encontraría la misma cantidad total de energía distribuida en sus diferentes formas; estas son de presión, posición y movimiento. Pero al someter este sistema a experimentación se observa que no es completamente conservativo, y por lo tanto existeuna pérdida de energía.
En un sistema compuesto por una sola tubería del mismo diámetro en toda su longitud, y sin accesorios; la pérdida de energía es provocada por la tubería misma, esto debido a sus características físicas.
En el presente documento se presenta un método experimental para determinar la perdida anudada a un método teórico, utilizando expresiones matemáticas que relacionan alflujo y su carácter con las características de la tubería.
2. OBJETIVOS
2.1 GENERAL:
Identificar la pérdida de energía por fricción en una tubería simple.
2.2 ESPECÍFICOS:
1. Determinar el tipo de flujo en una tubería, según el criterio del número de Reynolds.
2. Explicar la variación de la pérdida de energía por fricción según el caudal.
3. Describir elcomportamiento de la pérdida de energía según el tipo de flujo.
3. MARCO TEORICO
3.1 FLUJOS
Se le llama flujo al movimiento de un fluido. Este posee partículas que siguen trayectorias, las cuales se denominan “líneas de corriente”. Estas son trazadas a través de un fluido siguiendo la dirección del vector velocidad en cada punto. Por lo consiguiente la velocidad es tangente a lalínea de corriente en todos los puntos del flujo. Se debe tener claro que no existe flujo en una línea de corriente, sino más bien a lo largo de ella.
Existen dos tipos de flujos:
Flujo laminar: Cuando sus partículas se mueven a lo largo de trayectorias suaves en láminas o capas, por lo que se deslizan una sobre otra en forma ordenada y suavemente. Este tipo de flujo posee una velocidadconocida en cada una de sus partículas, cuando esta atraviesa una sección transversal circular, la velocidad puede ser determinada por medio de una semi-parábola cuyo punto máximo coincide con la velocidad máxima, en el centro de la tubería.
Flujo turbulento: Cuando las partículas se mueven en trayectorias irregulares que causan colisiones entre ellas, por lo que se producen cambios en la cantidad demovimiento. Su velocidad en cada partícula es desconocida, aunque se conoce la velocidad promedio, a partir de conocer el caudal. La turbulencia establece grandes esfuerzos de corte y pérdidas de energía en todo el flujo.
Flujo de transición: Este flujo posee características tanto del flujo laminar como del flujo turbulento.
Figura 2
Figura 1.
El flujo de un líquido en una tuberíaviene acompañado de una pérdida de energía, que suele expresarse en términos de energía por unidad de peso de fluido circulante (dimensiones de longitud), denominada “perdida de carga”.
En el caso de tuberías horizontales, la pérdida de carga se manifiesta como una disminución de presión en el sentido del flujo. La pérdida de carga está relacionada con otras variables de fluido dinámicosegún sea el tipo de flujo, laminar o turbulento. Además de las pérdidas de carga lineales, a lo largo de los conductos, también se producen “pérdidas de carga singulares”en puntos concretos como codos, válvulas, etc.
3.2PÉRDIDAS DE ENERGÍA POR FRICCIÓN
Cuando un líquido se desplaza por una tubería, la rugosidad del material produce una fricción que se opone a su desplazamiento, causando una...
1. INTRODUCCIÓN
El estudio de las tuberías hidráulicas es un tema que se ha influenciado en gran medida en la ingeniería civil, ya que permite conocer las pérdidas que se pueden presentar en las mismas por diferentes causas. Para el estudio de un sistema hidráulico, como lo es una tubería en la cual circula un líquido, es de suma importancia enfatizar los esfuerzosen determinar los diferentes tipos de energía que actúan en el flujo.
Si la energía en el sistema se conserva, en dos puntos dentro del sistema se encontraría la misma cantidad total de energía distribuida en sus diferentes formas; estas son de presión, posición y movimiento. Pero al someter este sistema a experimentación se observa que no es completamente conservativo, y por lo tanto existeuna pérdida de energía.
En un sistema compuesto por una sola tubería del mismo diámetro en toda su longitud, y sin accesorios; la pérdida de energía es provocada por la tubería misma, esto debido a sus características físicas.
En el presente documento se presenta un método experimental para determinar la perdida anudada a un método teórico, utilizando expresiones matemáticas que relacionan alflujo y su carácter con las características de la tubería.
2. OBJETIVOS
2.1 GENERAL:
Identificar la pérdida de energía por fricción en una tubería simple.
2.2 ESPECÍFICOS:
1. Determinar el tipo de flujo en una tubería, según el criterio del número de Reynolds.
2. Explicar la variación de la pérdida de energía por fricción según el caudal.
3. Describir elcomportamiento de la pérdida de energía según el tipo de flujo.
3. MARCO TEORICO
3.1 FLUJOS
Se le llama flujo al movimiento de un fluido. Este posee partículas que siguen trayectorias, las cuales se denominan “líneas de corriente”. Estas son trazadas a través de un fluido siguiendo la dirección del vector velocidad en cada punto. Por lo consiguiente la velocidad es tangente a lalínea de corriente en todos los puntos del flujo. Se debe tener claro que no existe flujo en una línea de corriente, sino más bien a lo largo de ella.
Existen dos tipos de flujos:
Flujo laminar: Cuando sus partículas se mueven a lo largo de trayectorias suaves en láminas o capas, por lo que se deslizan una sobre otra en forma ordenada y suavemente. Este tipo de flujo posee una velocidadconocida en cada una de sus partículas, cuando esta atraviesa una sección transversal circular, la velocidad puede ser determinada por medio de una semi-parábola cuyo punto máximo coincide con la velocidad máxima, en el centro de la tubería.
Flujo turbulento: Cuando las partículas se mueven en trayectorias irregulares que causan colisiones entre ellas, por lo que se producen cambios en la cantidad demovimiento. Su velocidad en cada partícula es desconocida, aunque se conoce la velocidad promedio, a partir de conocer el caudal. La turbulencia establece grandes esfuerzos de corte y pérdidas de energía en todo el flujo.
Flujo de transición: Este flujo posee características tanto del flujo laminar como del flujo turbulento.
Figura 2
Figura 1.
El flujo de un líquido en una tuberíaviene acompañado de una pérdida de energía, que suele expresarse en términos de energía por unidad de peso de fluido circulante (dimensiones de longitud), denominada “perdida de carga”.
En el caso de tuberías horizontales, la pérdida de carga se manifiesta como una disminución de presión en el sentido del flujo. La pérdida de carga está relacionada con otras variables de fluido dinámicosegún sea el tipo de flujo, laminar o turbulento. Además de las pérdidas de carga lineales, a lo largo de los conductos, también se producen “pérdidas de carga singulares”en puntos concretos como codos, válvulas, etc.
3.2PÉRDIDAS DE ENERGÍA POR FRICCIÓN
Cuando un líquido se desplaza por una tubería, la rugosidad del material produce una fricción que se opone a su desplazamiento, causando una...
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