Perdida De Energia Por Friccion En Tuberias

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE CIVIL
HIDRAULICA

David Antonio Salguero Estrada | 200819028 |
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GUATEMALA, 15 DE JUNIO DEL 2012.

INTRUDUCCION

La pérdida de energía por fricción en tuberías, es la pérdida de energía dinámica del fluido debido a la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes de latubería que las contiene. Las pérdidas pueden ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o accidentales o localizadas, debido a circunstancias particulares, como un estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia de una válvula, etc.

A medida que un fluido fluye por un conducto, tubo o algún otro dispositivo, ocurren pérdidas de energía debido a la fricción; tales energías traencomo resultado una disminución de la presión entre dos puntos del sistema de flujo.
Hay tipos de pérdidas que son muy pequeñas en comparación, y por consiguiente se hace referencia de ellas como pérdidas menores, las cuales ocurren cuando hay un cambio en la sección cruzada de la trayectoria de flujo o en la dirección de flujo, o cuando la trayectoria del flujo se encuentra obstruida como sucede enuna válvula.
En este laboratorio se calcularán las magnitudes de dichas pérdidas ocurridas por estas fuentes mediante datos experimentales. 

OBJETIVOS

* Identificar la pérdida de energía por fricción en una tubería.

* Determinar el tipo de flujo en una tubería, según el criterio del número de Reynolds.

* Explicar la variación de la pérdida de energía por fricción según elcaudal.

* Describir el comportamiento del factor de fricción según la velocidad.

MARCO TEORICO

Perdida de Energía por Fricción en Tuberías con Flujo a Presión

Cuando un liquido se desplaza por una tubería, la rugosidad del material combinada con la viscosidad del fluido producen una fricción que se opone a su desplazamiento, causando una disminución de la energía de presión yreduciendo la energía total disponible de una sección a otra, a esta disminución de la energía se le llama perdida de energía por fricción, su valor depende del tipo de liquido, tipo de flujo, material, diámetro y longitud de la tubería, así como la de la temperatura del fluido. La energía perdida representa la diferencia de las energías totales entre dos secciones del conducto separadas a una distanciaL, una teoría muy utilizada es la de Darcy-Weisbach:

hf=fLDV22g
Donde:
hf = Pérdida de energía por fricción
f = Factor de ficción
L = longitud de la tubería
V = Velocidad
D = diámetro de la tubería

Al aplicar la ecuación de la energía entre las secciones 1 y 2, tenemos:

V122g+P1γ+Z1=V222g+P2γ+Z2+hf1-2

Despejando hf1-2 tenemos:

hf1-2=V122g+P1γ+Z1-V222g+P2γ+Z2

La ecuación deDarcy se puede utilizar para calcular la pérdida de energía en secciones largas y rectas de conductos redondos, tanto flujo laminar como turbulento. La diferencia entre los dos está en la evaluación del factor f, que carece de dimensiones.
Cuando se tiene un flujo laminar, el flujo parece desplazarse en forma de varias capas, una sobre la otra. Debido a la viscosidad del fluido, se crea unatensión de corte entre las capas del fluido.
Para un flujo turbulento de fluidos en conductos circulares resulta más conveniente utilizar la ley de Darcy para calcular la pérdida de energía debido a la fricción. No podemos calcular f mediante un simple cálculo, como se puede hacer con el flujo laminar, pues el flujo turbulento no se conforma de movimientos regulares y predecibles. Está cambiandoconstantemente. Por eso se debe confiar en los datos experimentales para determinar los valores de f.
Las pruebas han mostrado que el número adimensional f depende de otros dos números, también adimensionales, el número de Reynolds y la rugosidad relativa del conducto. La rugosidad puede variar debido a la formación de depósitos sobre la pared, o debido a la corrosión de los tubos después de que...