Operaciones 1

OPERACIONES AGROINDUSTRIALES 1
PRACTICA DE LABORATORIO
MOMENTO LINEAL

INTRODUCCIÓN

El transporte de fluidos es llevado a cabo muy a menudo por sistemas de tuberías los cuales se han ido adecuando en el transcurso del tiempo por las distintas necesidades que se han adquirido en los operarios lo que ha llevado a los respectivos análisis y estudios que esta impone (ejemplo, las perdidas porfricción causadas por diferentes factores como codos, válvulas, etc.) y de esta manera llevarlo de la mejor forma posible. El constante estudio ha llevado a diseñar y optimizar sistemas de flujo en tuberías comerciales en plantas de proceso, en los cuales el conocimiento de los aspectos que interfieren en el movimiento de cualquier fluido son fundamentales para conocer el rendimiento del proceso.RESUMEN

Con la ayuda de una Bomba, dos tanques a presión atmosférica y un sistema de tuberías el cual incluye accesorios como: Válvulas de Globo, Codos de 90 °, Manómetros, Uniones, Expansiones y Reducciones, se hace pasar un fluido por recorridos distintos desde un tanque a baja altura a una de una altura considerable, donde se varia el Diámetro de Tubería para obtener medida diferentes delas Perdidas por Fricción. El procedimiento consta de abrir las Válvulas señaladas según el recorrido escogido para después poner en marcha la Bomba, se debe asegurar que no aparezcan perdidas por fricción en el sistema debido a malas conexiones, observar las lecturas de los Manómetros en cada recorrido, efectuar el mismo procedimiento para el otro sistema.

Palabras Claves: Bomba, Tubería,Perdidas por Fricción, Tubería y Fluido

OBSERVACIONES, CÁLCULOS Y RESULTADOS

AGUA | TUBERÍAS |
T (°C) | μ(Pa.s) | ρ (Kg/m3) | V (m3/s) | A1 (m2) | A2 (m2) | D1 (m) | D2(m) |
25 | 0,8937x10-3 | 997,08 | 9,17x10-4 | 5,574x10-4 | 21,65x10-4 | 0,02664 | 0,0525 |

* Longitud de la sección y numero de accesorios presentes

sistema | Longitud de la sección (m) | No válvulas | No codos |No Te | contracciones | expansiones |
1 | 15.17 | 4 | 2 | 9 | 0 | 0 |
2 | 15.28 | 4 | 2 | 9 | 1 | 1 |

Tamaño nominal de la tubería (pulg) | Diámetro interno tubería (mm) | Área de corte transversal interno (m2) | Viscosidad agua liquida20 °C (pa*s 10-3) |
1 | 26.64 |
5.574 ×10-4m2 | 1.0050 |
2 | 52.50 | 2.165 ×10-3m2 | |
| | | |

MEDICIONES PARA PRIMER SISTEMA

Manómetro| Presión (Kg/cm2) |
1 | 0.5 |
2 | 0.25 |

* Diferencia de presión

∆p=0.50-0.25
∆p=0.25Kg/cm2

0.25Kg*(100)2cm2* 9.80665Ncm2* m2*Kg=24516.625Nm2 o Pa
=24.517 KPa

PERDIDAS DE ENERGÍA

* perdidas por accesorios

Codos:

hf=Kfu22∝

hf=2 0.751.6452m22(1)s2

hf=2.029JKg

Válvulas de globo:

Tubería 1”

hf=4 61.6452m22(1)s2
hf=32.472JKg

Te:

Tubería 1”
hf=911.6452m22(1)s2
hf=12.177JKg

* perdida por tubería recta

Tubería 1”

f=εD
f=4.6×10-5m0.02664 m

f=1.726×10-3
Ef=2fu2 ∆LD
Ef=2(1.726×10-3) 1.6452m2*15.17m0.02664 m*s2

Ef=5.322JKg

f=(2.029+12.177+32,472+5.322)JKg
f=52JKg

z1g+u122∝+pφ+Ws=z2g+u222∝+pφ+Ef

Ws=z2g+u222∝+Ef

Ws=(3.66*9.81)m2s2+1.645221m2s2+52m2s2

Ws=89.258m2s2 o JKg

Flujo másico=m

m=φVm=998.23Kgm3*9.17×10-4m3s

m=0.915Kgs

potencia=m Wsn

potencia= 0.915Kg*89.258J0.8 s*Kg

potencia=102.088 Js o watt

MEDICIONES PARA SEGUNDO SISTEMA

Manómetro | Presión (Kg/cm2) |
1 | 4.6 |
2 | 0 |

∆p=4.6-0
∆p=4.6 Kg/cm2

4.6Kg*(100)2cm2* 9.80665Ncm2* m2*Kg=451105.9Nm2 o Pa
=451.101KPa

PERIDIDAS DE ENERGIA



u=VA

u=9.17×10-4m35.574 ×10-4m2*s

u=1.645 m/s

NRe=D φuμ

NRe=0.0525 *998.23Kg*1.645 m*m*m*s1.0050× 10-3Kg*m3*s

NRe=85780.73

NRe >4000, flujo turbulento

* Perdidas por fricción en expansiones
hex=1-A1A2*u2∝

hex=1-A1A2*u22(∝)

hex=1*5.574×10-421.65×10-4*1.6452m22(1)s2

hex=1.005JKg

* perdidas por contracción
hc=0.551-A2A1u22∝

hc=0.551*5.574×10-421.65×10-41.6452m22(1)s2
hc=0.553JKg

* perdidas por accesorios...