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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL:
INGENIERIA MECANICA



LABORATORIO N⁰ 1

“Pérdidas de carga en tuberías de flujo interno”



NOMBRE:
BLONDET BELAUNDE, DIEGO ALONSO

CODIGO: 0201016007

PROFESOR RESPONSABLE:
ING. NELVER ESCALANTE ESPINOZA

FECHA DE REALIZACION DEL EXPERIMENTO:
16 DE OCTUBRE DE 2013

FECHA DEENTREGA DEL INFORME DE LABORATORIO:
23 DE OCTUBRE DE 2013

CICLO: VIII

PERDIDAS DE CARGA EN TUBERIAS DE FLUJO INTERNO


1. OBJETIVOS:

Evaluar las pérdidas primarias de un fluido en flujo turbulento y laminar dentro de una tubería con la ayuda de una bancada de prueba.
Calcular el margen de error entre las perdidas primarias que han sido calculados experimentalmente, con laecuación de la energía y la Ecuación de Darcy.


2. FUNDAMENTO TEÓRICO:

Ecuación fundamental de las pérdidas secundarias.

Hps: pérdida de carga secundaria
k: coeficiente adimensional de pérdida en carga secundaria.
V: velocidad media en la tubería, si se trata de codos, válvulas, etc.
Si se trata de un cambio de sección como contracción o ensanchamiento, suele tomarse la velocidad en lasección menor.
Lo correcto en un Manual de Hidráulica será indicar junto al valor de k la velocidad v que hay que tomar en cada caso.

El coeficiente k de la ecuación fundamental de pérdidas secundarias
El coeficiente k depende del tipo de accesorio, del número de Reynolds, de la rugosidad y hasta de la configuración de la corriente antes del accesorio. En general, antes y después del accesorio enque se produce la pérdida ha de haber un trozo de tubería recta al menos de 4 a 5D (D: diámetro de la tubería).

Para Re > 1 x 105 a 2 x 105, k no depende prácticamente del número de Reynolds.

Los coeficientes k para los diferentes accesorios

Salida brusca:
Los valores de k dependen de la longitud del trozo de tubería que penetra en el depósito y del espesor δ de la tubería.

Salidasuave:
La pérdida es mucho menor (forma más aerodinámica, disminución o anulación de la resistencia de forma).



Ensanchamientos bruscos y suaves:
La transición en un conducto de sección circular de un diámetro d a otro mayor D puede hacerse de dos maneras: brusca o suavemente, mediante un difusor cónico de ángulo α. La pérdida de carga se calcula:




Tabla N° 1: Constante deensanchamientos respecto al angulo de difusión
α
2,5
5
7,5
10
15
20
25
30
m
0,18
0,13
0,14
0,16
0,27
0,43
0,62
0,81

En ensanchamientos bruscos:


Contracciones bruscas y suaves:
Es el caso opuesto al anterior




Tes:
Son de dos tipos: de confluencia y de divergencia. Se calcula por separado las pérdidas de energía correspondientes al caudal lateral Q1 y al caudal recto Qr(que no cambia de dirección).


Luego se suman:


Codos:
En el codo (a) se originan dos tipos de pérdidas:
Las producidas por la fuerza centrífuga que origina un flujo secundario (figura b) que se superpone al flujo principal y que intensifica el rozamiento.
Las producidas por la separación que se produce en las zonas r y s (figura a).
El flujo secundario se evita casi por completo conalabes directrices, cuya forma de perfil aerodinámico se representa en la figura c. esta solución es cara y no se emplea más que en casos especiales.

Para esta experiencia nos interesa el perfil (a)

Tabla N° 2: Coeficiente de pérdida secundaria respecto a la relación curvatura-diámetro.
r/D = 0
0,25
0,5
1,0
k = 0,8
0,4
0,25
0,16

Asimismo el coeficiente de pérdidas, para codos deperfil (a) está dado por:


Válvulas
El coeficiente k de una válvula depende del tipo de la misma, del diseño particular dentro de cada tipo y del grado de apertura dentro de cada válvula.
Los tipos de válvulas que existen en el mercado son:
Válvula de compuerta.
Válvula de mariposa.
Válvula de macho.
Válvula de retención de charnela
Válvula de pie con alcachofa, etc.

Las pérdidas...