Guia labotario de operaciones unitarias

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA CUMANÁ

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

MENCIÓN QUÍMICA APLICADA

LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS (LOU662)

CUMANÁ, JUNIO DE 2010

CONTENIDO

1. CAÍDA DE PRESIÓN EN TUBERÍAS Y ACCESORIOS
2. MEDIDORES DE FLUJO
3. TAMIZADO
4. SEDIMENTACIÓN
5. PERMEAMETRÍA
6. FLUIDIZACIÓN
7. EQUILIBRIO TERNARIO
8. CONVECCION FORZADA9. EQUILIBRIO BINARIO
10. BOMBA
11. FILTRACIÓN
12. ABSORCION
13. DESTILACION
14. INTERCAMBIADOR DE CALOR
15. EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO

Práctica 1

CAÍDA DE PRESIÓN EN TUBERÍAS Y ACCESORIOS

1.1. Objetivo general:
Estudiar las pérdidas de presión en diversas conexiones colocadas en un sistema de tuberías, compuesto por un tramo de tubería recta, y tramos adicionales condiferentes accesorios.

1.2. Pre - laboratorio:
Para realizar de esta práctica el estudiante debe estar en capacidad de:
1. Explicar el significado físico del concepto “Longitud Equivalente” de un accesorio.
2. Deducir la ecuación del cálculo experimental del factor de fricción o coeficiente de Darcy ( aplicando la ecuación de Bernoulli generalizada y la ecuación de Darcy.
3.Calcular la longitud equivalente de un accesorio a partir de los datos experimentales.
4. Distinguir entre “diferencia de presión estática” y diferencia de presión por fricción o por carga.
5. Calcular el coeficiente de fricción ( a partir de los datos experimentales para la tubería recta.
6. Estimar la rugosidad de una tubería.
7. Tener claro el objetivo y el procedimiento experimentalde la práctica.

1.3. Variables:

1.3.1. Determinacion del factor de fricción de Darcy (():
Se calcula para el tramo de tubería recta horizontal en el cual no existe variación de diámetro entre las dos tomas de presión. Para estas condiciones la ecuación de Bernoulli generalizada permite escribir:

[pic](Ec. 1.1)

Donde:

hf : pérdida de presión por fricción o pérdida de carga (metro de fluido circulante)
(P: pérdida de presión estática entre los dos puntos considerados (Pa.).
( : densidad del líquido (Kg/m3)
g : aceleración de la gravedad (m/s2)
La ecuación anterior es útil para determinar la pérdida de carga de una válvula o tramo de tubería y se obtiene apartir de la lectura del manómetro en U colocado entre dos puntos: aguas arriba y aguas abajo del tramo de tubería o del accesorio. Por otra parte la ecuación de Darcy en función del caudal dice:

[pic] (Ec. 1.2)
Donde:
L: longitud del tramo de tubería o longitud equivalente para el accesorio (m).
( : factor de fricción deDarcy (adimensional) podría utilizarse también el factor de fricción de fanning ( recordando que ( = 4.(.
D: diámetro de la tubería (m)
Q: caudal volumétrico del fluido circulante (m3/s)

Igualando las ecuaciones 1.1 y 1.2 se puede calcular el coeficiente de Darcy para la tubería recta mediante la ecuación siguiente:
[pic](Ec.1.3)

Conocidos los valores de las constantes de esta ecuación se pueden medir las diferentes caídas de presión en el manómetro para los diferentes caudales fijados.

1.3.2. Estimación de la rugosidad de la tubería recta
La rugosidad relativa de una tubería se estima experimentalmente llevando los valores del factor de Darcy calculado por la ecuación 1.3, en función del número deReynolds, al diagrama de Moody. La curva que representa mejor los resultados experimentales será aquella cuya rugosidad se busca. En el caso de la planta piloto de Química la tubería objeto de estudio es de hierro galvanizado.

1.3.3. Determinacion de la longitud equivalente del accesorio
Con los resultados del factor de fricción de Darcy obtenidos en el numeral 1 se procede en forma...