Laboratorio de fluidos informe final

1.- RESUMEN
El objetivo de esta experiencia en el laboratorio fue calcular experimentalmente el Número Reynolds (Re), el valor de la rugosidad (k) y el coeficiente de pérdida de carga (f) además de las pérdidas de carga que se presentan. Para ello se tuvo en cuenta que las pérdidas en una tubería representan la pérdida de energía de un flujo hidráulico a lo largo de la misma por efecto delrozamiento originándose las pérdidas de carga por fricción y las pérdidas por presencia de accesorios. El estudio se realizó en una tubería dividida en 6 tramos y con un venturímetro, que divide el tercero del cuarto, que será el accesorio que provocará la pérdida de carga local. Se calculó la caída de presiones para 8 caudales diferentes, lo cual hacia variar la presión piezométrica de cada punto deinicio y final de los tramos considerados. Como principal conclusión se puede resaltar que el valor de la constante de rugosidad de la tubería depende no solo de su antigüedad sino del tipo de flujo que la recorre estando determinado por el valor de Re. En resumen la experiencia realizada nos permitió determinar la relación que tiene la caída de presión con el flujo volumétrico o caudal, lascaracterísticas del sistema (accesorios) y las pérdidas que se generan a lo largo de las tuberías.
2.- INTRODUCCIÓN
El flujo de un líquido en una tubería viene acompañado de una pérdida de energía, que suele expresarse en dimensiones de longitud, denominada habitualmente pérdida de carga. En el caso de tuberías horizontales, la pérdida de carga se manifiesta como una disminución de presión en elsentido del flujo. La pérdida de carga está relacionada con otras variables según sea el tipo de flujo (laminar, de transición o turbulento), además de estas pérdidas de carga lineales (a lo largo de los conductos) también se producen pérdidas de cargas singulares o de carga debido a los diferentes accesorio que pueden instalarse en una tubería tales como codos válvulas, etc. En el presente informe sepresentan los cálculos realizados con los datos tomados en el laboratorio y los resultados obtenidos teniendo en cuenta los conceptos teóricos presentados
3.- OBJETIVOS
* Calcular el coeficiente de fricción (f) en la tubería, tanto analítica como gráficamente usando el Diagrama de Moody, para los diferentes caudales establecidos.
* Determinar la pérdida de carga entre dos puntos de unatubería separados cierta distancia y sin que exista entre ellos ningún elemento singular, obteniendo una gama de curvas que relacionan los coeficientes de pérdidas de carga "f" en función del número de Reynolds.
* Medir las pérdidas de carga que producen diferentes elementos singulares que puedan estar presentes en algún tramo de la tubería como codos, válvulas, etc.
* Determinar lavelocidad de corte, coeficiente de Chezzy asi como el tipo de flujo y el comportamiento hidráulico de la tubería usando las diferentes ecuaciones que relacionan estos parámetros con la pérdida de carga para los diferentes caudales.
4.- FUNDAMENTO TEÓRICO
En una tubería de sección circular, recta de diámetro interno D, con un fluido de densidad y viscosidad conocidas que se transporta con unavelocidad media V, se producirá una pérdida de carga hf a lo largo del recorrido de la longitud L.

Para determinar la pérdida de carga (hf) y número de Reynolds (Re) nos apoyaremos en la ecuación de Bernoulli en las secciones (1) y (2); (3) y (4), que es similar al sistema usado en el laboratorio, según la figura mostrada

3
3
4
4
2
2
1
1

Si tomamos Bernoulli entre 1 y 2 tenemos:
hf1-2 = P1γ-P2γ
Bernoulli entre 3 y 4 tenemos:
hf 3-4 = P3γ-P4γ
Si tomamos entre 1 y 4 tenemos:
P1γ=P4γ+hf 1-2+hf 3-4+hL
Reemplazando las dos ecuaciones anteriores en esta última, tenemos la pérdida de carga local (hL).
hL=P2γ-P3γ
Cabe anotar que estamos tomando en cuenta la pérdida de carga local del accesorio, pero sin embargo deberíamos de tomar su pérdida de carga longitudinal lo cual...