Lab N1 M Fluidos 1

FLUJO DE AIRE EN UNA TUBERÍA HORIZONTAL
Bermúdez González Jhon, Melo Bernal Roger, Franco Bayona Vicente, Gonzalez Candelaria

Departamento Ingeniería Civil y Agrícola, Universidad Nacional de Colombia
Bogotá D.C, Colombia.

jbermudez@unal.edu.co
romelob@unal.edu.co
vjfrancob@unal.edu.co
candelariagonzalez@gmail.com

RESUMEN

“El presente informe muestra los resultados y la descripción delprocedimiento seguido en la primera práctica de laboratorio, que consistió en una bomba que proporciona un flujo permanente de aire a través de una tubería horizontal, la cual posee manómetros a lo largo de toda su longitud (cinco), así mismo un piezómetro que será llamado en el presente artículo como Pz6 (Piezómetro número 6) y un Tubo Pitot en la sección final.


1.
2. 1. INTRODUCCIÓN
3.
4. Eltubo de Pitot, inventado por el ingeniero y físico francés Henri Pitot en el año 1732 es un medidor de flujo. Son instrumentos sencillos, económicos y disponibles en un amplio margen de tamaños. Es uno de los medidores más exactos para medir la velocidad de un fluido dentro de una tubería. Su instalación simplemente consiste en un simple proceso de ponerlo en un pequeño agujero taladrado en latubería. El tubo Pitot tiene sección circular y generalmente doblado en L. Consiste en un tubo de pequeño diámetro con una abertura delantera, que se dispone contra una corriente o flujo de forma que su eje central se encuentre en paralelo con respecto a la dirección de la corriente para que la corriente choque de forma frontal en el orificio del tubo.
5. Perfiles De velocidad:
6. La magnitud de lavelocidad local del flujo es muy desigual en zonas diferentes de la sección transversal de un ducto circular, tubo o manguera. En la figura 1 se ilustra la forma general de os perfiles de velocidad para flujo laminar y turbulento. En el estudio de los esfuerzos cortantes observamos que la velocidad de un fluido en contacto con la frontera sólida estacionaria e igual a cero. Esto corresponde a la paredinterior de cualquier conducto. A partir de ahí la velocidad se incrementa en puntos hacia afuera de la pared, y alcanza un máximo en la línea central del conducto circular.
7.
8. Imagen 1: Perfil de velocidad a la izquierda flujo turbulento, a la derecha flujo laminar
9. En flujos laminares se puede imaginar que el fluido se mueve en capas a diferentes velocidades a medida que este se vaalejando de la pared de la tubería aumenta su velocidad hasta alcanzar un máximo en el centro de la tubería, este es un flujo suave y da como resultado un forma parabólica para el perfil de velocidad.
10. Por el contrario, se mostró al flujo turbulento como caótico, con cantidades significativas de fluido que se entremezclan, con la consecuente transferencia de cantidad de movimiento entre ellas. Elresultado es una velocidad más cerca de la uniforme a través de gran parte de la sección transversal. Aún más la velocidad en la pared de la tubería es igual a cero. La velocidad local se incrementa con rapidez en una distancia corta a partir de la pared.
11.
2. METODOLOGÍA
12.
13. Se emplea la ecuación de Bernoulli, la cual está definida como:
14.
15.
16. Ecu.1
17.
18. Dónde: P: presión; ρ:densidad del aire a 20°C (1.2 Kg/m3); g: gravedad; V: velocidad.
19.
20. Las presiones del fluido son determinadas con la ecuación:
21.
22. Ecu.2
23.
24. Dónde: = peso específico del agua (9810 N/m3); h son las alturas de los niveles de agua medidos en el manómetro.
25.
26. Por medio de la ecuación de continuidad es posible determinar el caudal defluido presente a lo largo de la tubería:
27.
28.
29.
30. Dónde: A: área; V: velocidad.
31.
32. Para la obtención de datos se utilizó una tubería de dos pulgadas conectada a una bomba, a lo largo de esta tubería están ubicados 6 piezómetros en donde se tomaron las lecturas manométricas.
33.
34. Para poder determinar el perfil de velocidades se utilizó un...