Laboratorio perdidas en tuberias de agua

Introducción
Cada vez que se requiere el traslado de agua de un punto a otro, en búsqueda de su máximo aprovechamiento, se debe utilizar una bomba hidráulica, una tubería adecuada, una altura correcta para la presión requerida, y accesorios para movilización. Pero todo esto genera una pérdida, la cual puede ser cuantificada y tomada en cuenta a la hora de instalar bombas y tuberías. La pérdidade carga que tiene lugar en una conducción representa la pérdida de energía de un flujo hidráulico a lo largo de la misma por efecto del rozamiento.
El método de Hazen-Williams es válido para el agua que fluye en las temperaturas ordinarias (5 ºC - 25 ºC). La fórmula es sencilla y su cálculo es simple debido a que el coeficiente de rugosidad "C" no es función de la velocidad ni del diámetro de latubería. Es útil en el cálculo de pérdidas de carga en tuberías para redes de distribución de diversos materiales, especialmente de fundición y acero:
h = 10,674 * [Q1,852/(C1,852* D4,871)] * L
En donde:
h: pérdida de carga o de energía (m)
Q: caudal (m3/s)
C: coeficiente de rugosidad (adimensional)
D: diámetro interno de la tubería (m)
L: longitud de la tubería (m)

Objetivos
•Conocer y utilizar el equipo del laboratorio de operaciones unitarias de la Universidad Rafael Landívar para poder conocer su beneficio en la hidráulica.
• Medición exacta de equipo de laboratorio para realización de cálculos exactos.
• Calcular el caudal de un chorro de agua abierto, utilizando el concepto de capacidad y medición de tiempos.
• Calcular las perdidas que se dan al utilizar tuberíaso accesorios para el transporte del agua de un punto a otro.
Desarrollo
Para poder realizar la práctica de laboratorio, se analizo la situación completa del equipo, el cual en este caso, el sistema cuenta con un depósito grande con capacidad de 30 galones de líquido, y un sistema de tuberías el cual lleva el agua desde la bomba hidráulica hasta el deposito. Una vez allí, se procedería a colocarla cubeta de 5 litros para poder conocer el caudal del equipo y proceder con los cálculos correspondientes. Se realizo inicialmente la planeación sobre cual era el objetivo del laboratorio y cómo se iba a llevar a cabo, y al revisar el procedimiento, se procedió a medir la tubería y los diámetros de las tuberías por las que pasaría el agua. Se saco este dato en todas las tuberías y luego sepreparo el equipo para ponerlo en funcionamiento. Una vez activado el chorro de agua que libera el caudal, se coloco la cubeta debajo del mismo y se tomo el tiempo que tomaba llenar la cubeta de 5 litros. Se repitió el mismo proceso, solo que cambiando el tamaño del caudal para poder hacer el calculo con 3 distintos tipos de caudal. Una vez teniendo estos caudales, se procedió a calcular las perdidasdel sistema completo.
Equipo de trabajo
• Agua
• Tuberías
• Bombas hidráulicas
• Cronómetros
• Cubeta para medir cantidad de agua
• Manómetros de presión
• Metro
• Recipiente de 30 galones de capacidad




Datos recaudados
Fuerza de caudal Tiempo de llenado (s)
Baja 144
Media 84.6
Alta 53
Diámetro de tubería (pulg) Longitud (m)
1 ½ 0.05
1 ½ 0.05
1 ½ 0.03
1 0.07
1 0.1
10.11
1 0.075
1 0.09
1 0.08
1 0.075
1 0.025
1 0.325
1 1.23
1 0.085
¾ 0.125
¾ 0.46

Cálculos efectuados
Calculo de caudal
(Fuerza baja) Litros/segundos = 18.9/144 = 0.13125 litros/segundo
(Fuerza media) Litros/segundos = 18.9/84.6 = 0.2234 litros/segundo
(Fuerza alta) Litros/segundos = 18.9/53 = 0.3566 litros/segundo
Fuerza del caudal Tiempo (s) Caudal (lt/s)
Baja 144 0.13125
Media84.6 0.2234
Alta 53 0.3566

Conversiones
5 galón * 3.785 litros = 18.9 litros
1 galón

0.13125 lt/s * 0.001 m3 = 1.3125*10-4 m3/s
1 litro
0.2234 lt/s * 0.001 m3 = 2.234*10-4 m3/s
1 litro

0.3566 lt/s * 0.001 m3 = 3.566*10-4 m3/s
1 litro

1 ½ pulgada* 1 m_______ = 0.0381 m...