Hidraulica

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION
DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA







LABORATORIO DE HIDRAULICA I




PRACTICA # 5


TEMA: PERDIDAS DE FRICCION A LO LARGO DE UN TUBO
(FLUJO LAMINAR Y FLUJO TURBULENTO).




INTEGRANTES: NOTA:

1.- ______________________________________________ ___________

2.-______________________________________________ ___________

3.- ______________________________________________ ___________




PROFESOR DE TEORIA :_____________________________________

PROFESOR DE PRACTICA :_____________________________________

FECHA DE REALIZACION :_____________________________________


MANAGUA, ABRIL 2007

I. INTRODUCCION:

La resistencia hidráulica a la cual el fluido estásujeto cuando fluye a lo largo de un tubo, resulta en una continua transformación de energía (pérdida de energía a presión) o de carga total del fluido. La fig. (1), muestra este fenómeno en un tubo simple de tubería. La diferencia de niveles entre el piezómetro “A” y el piezómetro “B” representa la pérdida de carga total “h” en la ongitud del tubo “L”.

En la Ingeniería Hidráulica se acostumbrareferirse al promedio de pérdida de carga total a lo largo del tubo (dh/L) por el término “GRADIENTE HIDRAULICO” indicado por el símbolo “i” de manera que:

(GRADIENTE HIDRAULICO)


LINEA DE CARGA TOTAL


h = hA – hB

hA LINEA DE CARGA PIEZOMETRICA

hB


A BQ Q


L

Fig. 1 PÉRDIDAS POR FRICCION A LO LARGO DE UNA TUBERIA

Donde: i - Gradiente Hidráulico, L - Longitud del tubo.
Osborne Reynolds en 1883, llevo a cabo experimentos para la determinación de las leyes de resistencia en los tubos apresión al introducir un filamento de tintura en el flujo del agua a lo largo de un tubo de cristal, el demostró la resistencia de dos tipos diferentes de movimiento o regímenes de flujo: Régimen laminar y Régimen turbulento.


Los experimentos con tubos de diferentes diámetros y con agua a temperaturas diferentes, dirigió a Reynolds a concluir que el parámetro el cual determina la clasificacióndel flujo: laminar o turbulento, en cualquier caso particular es:


Donde: Re: # de Reynolds
ρ: Densidad del agua(Kgm/m3)
V: Velocidad del líquido (m/s)
D: Diámetro de la tubería (m)
μ:Viscosidad absoluta o dinámica(Kg-s/m2)
Re < 2000 -- Flujo laminar
2000 < Rec < 4000 -- Etapa de transición.
Re > 4000 -- Flujo turbulento.

II.OBJETIVOS:

1. Entender el concepto de Gradiente Hidráulico.
2. Demostrar y medir la pérdida en flujo laminar y turbulento.
3. Estudiar la variación del gradiente hidráulico con la velocidad del flujo en los regímenes laminar y turbulento.
4. Observar y analizar el comportamiento del coeficiente de fricción (LAMDA) en dependencia del número de Reynolds (Re).
5. Establecer el número críticode Reynolds.

III. EQUIPO:

1. Aparato de pérdidas por fricción a lo largo de un tubo.
2. Banco Hidráulico.
3. Nivel.
4. Cronómetro.
5. Probetas de 1000 ml y 100 ml.
6. Termómetro (0C).

IV. GENERALIDADES:

Dependiendo si el flujo es laminar o turbulento el GRADIENTE HIDRAULICO variará directamente proporcional a la velocidad e inversamente proporcional al cuadrado deldiámetro (ecuación de HAGEN-POISEUILLE) o directamente proporcional al cuadrado de la velocidad e inversamente proporcional al diámetro (Ecuación de DARCY WEISBACH) respectivamente.



4.1.- La pérdida de carga en el flujo laminar se cuantifica con la ecuación de Hagen-Poiseuille:
; i = hp/L

donde se deduce la siguiente ecuación del gradiente hidráulico para el flujo laminar....