Rozamiento en Conductos Cerrados

1. INTRODUCCIÓN
1.1 Marco Teórico
El movimiento a través de un conducto cerrado requiere cierto consumo de energía, denominada energía disponible o mecánica. Esta energía se compone de energía potencial, energía cinética y presión.
Hay dos diferentes tipos de flujos, las cuales son; el flujo laminar y el flujo turbulento. En el flujo laminar, el fluido se mueve en capas que se deslizansuavemente una sobre la otra. En el flujo turbulento, las partículas se mueven en forma errática, con un intercambio de cantidad de movimiento muy violento.
El número de Reynolds es un parámetro que ayuda a diferenciar entre el flujo turbulento y el flujo laminar. El flujo laminar se encuentra en un Re < 2000, mientras que el flujo turbulento se encuentra en un Re > 4000. Se le llama flujo detransición al flujo que se encuentra entre 2000 < Re < 4000. La zona en la que se encuentra este flujo se conoce como la zona crítica.

1.2 Objetivos

1.2.1 Observar las diferencias entre el flujo laminar, flujo de transición y flujo turbulento.

1.2.2 Observar la variación de la perdida de energía mecánica.



1.3 Metodología y Procedimiento

1.3.1 Primera Parte: Mediciones con elTransductor Electrónico
1.3.1.1 El transductor electrónico es preparado por el instructor de laboratorio.
1.3.1.2 La válvula de aguja está al máximo y se mide el flujo en el rotámetro. Como hay cambios en el valor en el rotámetro se saca un promedio.
1.3.1.3 Se reduce el flujo volumétrico a unos 3 kPa y se lee nuevamente el flujo.
1.3.1.4 El último valor de flujo volumétrico, se calcula pormedio de Re = 4000, para obtener la diferencia de presión.

1.3.2 Segunda Parte: Mediciones con el Manómetro de Agua-Aire
1.3.2.1 El instructor de laboratorio prepara el equipo para hacer las mediciones.
1.3.2.2 Se anotan las diferencias en los niveles del manómetro para unos flujos volumétricos a 0.30, 0.22, 0.12 L/min.
1.3.2.3 El último valor de flujo volumétrico, se calcula por medio de Re =200, para obtener la diferencia de alturas.

2. TABLA DE DATOS – RESUMEN DE RESULTADOS
2.1 Tablas de datos obtenidos en el laboratorio.
Tabla 2.1.1 Datos generals

Dato
Valor
Temperatura del agua
25°C
Densidad del agua
997 kg/m3
Viscosidad dinámica
8.91 x 10-4 kg/m*s
Viscosidad cinemática
8.94 x 10-7 m2/s
Largo del tubo
524 mm
Diámetro del tubo
3 mm
Área Seccional
7.06858 mm2Tabla 2.1.2 Datos recolectados con el transductor electrónico

# Observación
Flujo volumétrico (L/min.)
Flujo volumétrico (cm3/s)
Diferencia de presión (kPa)
1
1.5
25.00
32.86
2
1.4
23.33
28.96
3
1.3
21.67
24.72
4
1.15
19.17
20.85
5
1.05
17.50
16.64
6
0.9
15.00
12.80
7
0.4
6.67
3.23


Tabla 2.1.3 Datos recolectados con el manómetro agua-aire

# ObservaciónFlujo volumétrico (L/min.)
Flujo volumétrico (cm3/s)
h1 (mm)
h2 (mm)
Diferencia de alturas, h1-h2 (mm)
8
0.3
5.00
517
271
246
9
0.22
3.67
461
340
121
10
0.20
3.33
449
354
95
11
0.18
3.00
443
362
81
12
0.16
2.67
438
367
71
13
0.14
2.33
434
372
62
14
0.12
2.00
430
377
53

2.2 Tablas de resultados dados por los cómputos realizados en las computadorasdel
laboratorio.



Tabla 2.2.1 Cómputos generales
# Obs.
Flujo vol. (L/s)
Velocidad prom. (m/s)
# Reynolds
Pérdidas por fricción (m)
Gradiente hidráulico
Exp. f
1
1.5
3.5368
11,868.38
3.3597
6.4117
0.0302
2
1.4
3.3010
11,077.16
2.9610
5.6507
0.0305
3
1.3
3.0652
10,285.93
2.5275
4.8234
0.0302
4
1.15
2.7115
9,099.09
2.1318
4.0683
0.0326
5
1.05
2.47578,307.87
1.7013
3.2468
0.0312
6
0.9
2.1221
7,121.03
1.3087
2.4976
0.0326
7
0.4
0.9431
3,164.90
0.3302
0.6302
0.0417
8
0.3
0.7074
2,373.68
0.246
0.4695
0.0552
9
0.22
0.5187
1,740.70
0.121
0.2309
0.0505
10
0.20
0.4716
1,582.45
0.095
0.1813
0.0480
11
0.18
0.4244
1,424.21
0.081
0.1546
0.0505
12
0.16
0.3773
1,265.96
0.071
0.1355
0.0560
13
0.14
0.3301...