Mecsnica de fluidos

INFORME LABORATORIO 2

“PERDIDAS DE ENERGIA POR ACCESORIO”

INTEGRANTES:

PRESENTADO A:
INGENIERO JAIME IZQUIERDO

MATERIA:
MECANICA DE FLUIDOS

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA AGRICOLA
2010

INTRODUCCION

Cuando la tubería se ensanche bruscamente, el flujo lo hace de forma gradual, de manera que se forman torbellinos entre la vena líquida y lapared de la tubería, que son la causa de las pérdidas de carga localizadas.

Aunque en la mayoría de los casos las pérdida de carga localizadas se calculan a partir de la ecuación:
hm = Vc-V222g

empíricamente.
En este caso, el flujo continúa convergiendo después de la embocadura durante una cierta distancia, a partir de la cual se produce su ensanchamiento.
Por tanto, se formaránturbulencias entre el flujo y las paredes de la tubería, y también entre éstas y la vena líquida contraída, como se indica en la figura.

Los valores de K se obtienen a partir de la ecuación hm = Vc-V222g

OBJETIVOS

* Conocer las posibles causas de las perdidas menores.
* Determinar la magnitud de la pérdida de energía por accesorios y el coeficiente de perdida menor.
* Analizar larelación que existe entre el caudal y el coeficiente de perdida menor

MARCO TEORICO

Las perdidas menores Se producen en transiciones de la tubería (contraccion o expansión) y en toda clase de accesorios (válvulas,codos). En el cálculo de las pérdidas de carga en tuberías son importantes dos factores:
Que la tubería sea lisa o rugosa.
Que el fluido sea laminar o turbulento.

“Cuando en lastuberías existen codos, válvulas, etc., usualmente es necesario tener en cuenta las pérdidas de altura a través de estos accesorios, además de las pérdidas causadas por la fricción en las tuberías. Casi siempre se hace esto utilizando resultados experimentaIes. Esta información está dada en la forma”

hm = Km V22g
Donde:

hv= pérdida de carga localizada;
V= velocidad media del fluidom= Coeficiente de perdida

Tomado del libro:
(IRVING H. SHAMES, mecánica de fluidos, editorial mcgraw-hill, 3 edicion, P.335, enero 1995.)

De la ecuación es obvio que la perdida de carga varia con el cuadrado de la velocidad.
Ya sea para una expansión súbita o una contracción súbita. Además para todo tipo de accesorio, los valores de Km son encontrados en los textos de fluidos e hidráulica.Cuando ocurre una EXPANCION SUBITA la velocidad del fluido disminuye abruptamente ocasionando una turbulencia que genera una pérdida de energía, dicha perdida de energía se hace menor si se hace menos abrupta la expansión de tuberías por medio de bordes no cuadrados.

En la expansión súbita la tubería provoca un incremento en la presión de P1 a P2 y un decrecimiento en la velocidad de V1 a V2La separación y turbulencia ocurre cuando el flujo sale del tubo más pequeño y las condiciones normales del flujo no se restablecen hasta una cierta distancia aguas abajo. Una presión P0 actúa en la zona de remolinos y el trabajo experimental ha demostrado que P0 = P1.

Aplicando la ecuación de conservación de momentum según la cual "la fuerza que actúa sobre el fluido en la dirección del flujoes igual al cambio de momentum",

P1 a1 + Po (a2 - a1) - P2 a2 =  Q (V2 - V1)

Como P0 = P1 y Q = a1 V1 = a2 V2 entonces,

(P1 - P2) a2 =  a2 V2 (V2 - V1) (1)
Aplicando la ecuación de Bernoulli entre las secciones (1) y (2),

+ pérdidas

Si el tubo está dispuesto horizontalmente z1 = z2, entonces:pérdidas

Sustituyendo P1 - P2 de la ecuación (1),
Sustituyendo P1 - P2 de la ecuación (1),

pérdidas

ecuación 2 Perdidas

Utilizando la ecuación de continuidad se tiene que a1V1 = a2V2, o sea, V2 = a1V1 / a2. Sustituyendo V2 en la ecuación (2), se expresan las pérdidas menores (hm) en términos de V1,

hm =...