Ingenieria

Universidad de Nariño

Sistema Integrado de Gestión de la Calidad

GUIA: LABORATORIO 1 DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN TUBERÍAS HORIZONTALES

Autor: Hernán Gómez Z – Iván Sánchez O - Roberto García C

Versión 01

Código: LBE-SPM-GU-09

Proceso: Soporte a Procesos Misionales

Agosto 2010

Código: LBE-SPM-GU-09 SECCIÒN DE LABORATORIOS GUIA: LABORATORIO 1DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN TUBERÍAS HORIZONTALES Página: 2 DE 16 Versión: 1 Vigente a partir de: 30/08/2010

FIGURA 1.1 Montaje del modelo para determinar pérdidas por fricción en tuberías horizontales. Laboratorio de Hidráulica. Universidad de Nariño. ____________________________________________________________________________________ 1.1 INTRODUCCIÓN El estudio de laspérdidas de carga en tuberías que conducen fluidos, ha sido uno de los temas que ha recibido mayor importancia y al que gran número de investigadores le han dedicado gran parte de su tiempo, para lograr explicar y cuantificar las leyes que las rigen. El cálculo de las pérdidas de carga debido a la fricción es labor cotidiana del ingeniero consultor, debido al amplio uso de las conducciones como lastuberías en sistemas de abastecimiento de agua para acueductos por gravedad o presión, instalaciones hidráulicas en edificaciones, sistemas de aspiración e impulsión en bombas, transporte de fluidos y sistemas a presión en general. 1.2 OBJETIVOS Los objetivos de esta práctica de laboratorio son los siguientes: Efectuar el aforo de caudal por el método volumétrico. − Determinar experimentalmente lapérdida de carga por fricción y compararla con el valor teórico. − Determinar experimentalmente el factor de fricción (fexp) de la fórmula de Darcy – Weiswach y − compararlo con el valor teórico (ft). Comparar el valor del factor de fricción experimental con los valores propuestos en la literarura. − Determinar experimentalmente el coeficiente de rugosidad de Hazen Williams. − Dibujar la línea deenergía y la línea piezométrica. −

Código: LBE-SPM-GU-09 SECCIÒN DE LABORATORIOS GUIA: LABORATORIO 1 DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN TUBERÍAS HORIZONTALES Página: 3 DE 16 Versión: 1 Vigente a partir de: 30/08/2010

1.3 MATERIALES – EQUIPOS: DESCRIPCIÓN 1.3.1 Materiales − Tanque de carga en asbesto cemento (AC) de 0.5 m³. − Rebose en el tanque para garantizar cabezaconstante. − Estructura soporte del tanque de cabeza constante y tuberías. − Tubería de hierro galvanizado diámetro nominal de 1 pulgada con una válvula de compuerta. − Tubería de PVC diámetro nominal de 1 pulgada con una válvula de compuerta. − Piezómetros en manguera transparente. 1.3.2 Equipos e instrumentos − Sistema de bombeo a circuito cerrado. − Recipiente para aforo volumétrico. − Cronómetrodigital. − Calibrador pie de rey. − Cinta métrica. − Termómetro. 1.4 FUNDAMENTO TEÓRICO Se consultó autores como Saldarriaga (2007), Sotelo (2002), Niño (2007) y Streeter (2000), los cuales presentan conceptos similares con respecto a las pérdidas de energía por fricción en conductos de sección circular. Se consulta casos prácticos como los dados por Rodríguez (2006) y el reglamento técnico deagua y saneamiento básico RAS 2000. Perdida de carga teórica (hf): La pérdida de energía por fricción es la debida al rozamiento del fluido con las paredes de la tubería o del conducto y continua en la dirección del flujo, puede ser considerable en tramos largos y, por el contrario, ser prácticamente despreciable en tramos cortos. Rodríguez (2006). El mismo autor manifiesta que existen muchasecuaciones empíricas para determinar las pérdidas; sin embargo, Darcy y Weisbach propusieron la ecuación general para el respectivo cálculo. La ecuación expresa que la pérdida de energía es directamente proporcional a la longitud de la tubería y a la altura de velocidad, e inversamente proporcional al diámetro de la tubería. La proporcionalidad se establece mediante un coeficiente de fricción (f), el...