tuberia serie y paralelo

Escuela Superior Politécnica del Litoral
Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción

Guía de Laboratorio de Mecánica de Fluidos II

PRÁCTICA # 2:
PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN TUBERÍAS CONECTADAS EN SERIE Y EN PARALELO

OBJETIVOS:
 Comparar las pérdidas por fricción en tuberías conectadas en serie y en paralelo.
 Comprobar los resultados experimentales, utilizando elanálisis teórico en conjunto con la ayuda del
diagrama de Moody.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS:
El cálculo de redes de distribución es muy frecuente en ingeniería, no solo en los cálculos de las redes de
suministro urbano de agua y gas; sino también en los conductos de refrigeración y aire acondicionado, en
los proyectos de plantas industriales, refinerías, proyectos de transmisiones y controleshidráulicos, etc.

Tuberías en Serie.- En el caso de tuberías en serie, según la figura, se aplican las fórmulas siguientes:

Q Q1  Q2  Q3  .......

(1)

H r  H r1  H r 2  H r 3  ....... (2)

V1D1  V2 D2  V3 D3  ....... (3)
2

2

2

Fig. 1 Sistema de tuberías en serie. Imagen de Frank White, Fluid Mechanics, 6th edition

En efecto:


El caudal que circula por los tramos1, 2, 3,... de diámetros de diámetro D1, D2, D3,.... es el mismo
(ec. 1),



La pérdida total es igual a la suma de las pérdidas en cada tramo: (ec. 2),



Se cumple la ecuación de continuidad (ec. 3).

Tuberías en Paralelo.- En el caso de tuberías en paralelo según la figura, se aplican las ecuaciones
siguientes:

Q Q1  Q2  Q3  .......

(4)

H r  H r1  H r 2  H r 3 ....... (5)

Fig. 2 Sistema de tuberías en paralelo. Imagen de Frank White, Fluid Mechanics, 6th edition

En efecto:


El caudal Q se reparte entre todas las tuberías (ec.4)



La presión al comienzo PA y al final PB de cada rama es la misma para todas las ramas, luego la
caída de altura de presión (diferencias de lecturas en los tubos piezométricos de la figura), H r será
tambiénigual en todas las ramas (ec. 5).

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO:
El banco de prueba consta de un sistema de tuberías que trabajan en circuito cerrado con un tanque de
almacenamiento del fluido que maneja agua. Dicho fluido circula por el sistema por medio de una bomba
centrifuga que toma el agua de la parte inferior del tanque mencionado.

Existen cuatro tramos de tubería de diámetros diferentescada uno: 1”, 3/4” ,1/2” y 3/8”. Cada tramo cuenta
con tres tomas de presión estáticas separadas: la primera al inicio del tramo, y la segunda y tercera a 2 y 5
pies respecto de la primera toma. Su disposición se caracteriza por permitir la conexión de los mismos
tanto en serie como en paralelo respecto al flujo por medio de válvulas de compuertas.
Además, conectados al tramo principal, existeun medidor de flujo Venturi y una placa orificio con dos
tomas de presión cada uno, para estimar el caudal por medio de la caída de presión en ellos medida en un
manómetro multitubular de agua.

Fig. 3 Esquema del equipo para medición de pérdidas por fricción en tuberías y accesorios

Tubería de cobre tipo L, por proceso de estirado
1) Tubería 3/8”
2) Tubería 1/2"
3) Tubería 3/4"
4)Tubería 1”

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
1) Realizar la conexión de las tuberías 3 y 4 en serie, y 1 y 2 en paralelo.
2) Conectar dos de las mangueras del manómetro multitubular a cada extremo de la conexión en serie, y
las otras dos mangueras a las tomas del Venturi o de la placa orificio (según se indique).
3) Hacer circular el fluido. Extraer todo el aire del sistema de manómetros.
4) Para 5caudales diferentes (medidos como una diferencia de presión en el manómetro), registrar la
pérdida en el sistema conectado en serie, e inmediatamente medir la pérdida en cada uno de los tramos
de la conexión en serie. Procurar hacer lecturas espaciadas desde caudal máximo hasta el mínimo
posible.
5) Inmediatamente registrar la pérdida del sistema en paralelo y medir la pérdida en cada uno...