P rdidas de carga en tuber as

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA
SECCIÓN DE INGENIERÍA MECÁNICA
Mecánica de Fluidos
Profesora Ing. Estela Assureira

Pérdidas de Carga en Tuberías
alumno: Rodrigo Llosa

25 de julio de 2008

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Pérdidas de Carga en Tuberías
Resumen
Objetivos:
Analizar la magnitud de las pérdidas en tuberías y accesorios por efecto de
la viscosidad de un fluido y su fricción con las paredes rugosas del conducto.Se
determinará el coeficiente de pérdidas en una tubería con la ecuación de DarcyWeisbach que es la general para explicar la pérdida de energía durante el
movimiento del agua líquida. Con ello se podrá determinar la rugosidad de la
tubería mediante el diagrama de Moody. También se analizarán las pérdidas en un
codo de 90º, que representará a los accesorios, para compararlas con las de latubería.
Procedimiento:
En el Laboratorio de Energía de la PUCP (Pontificia Universidad Católica del
Perú) se tiene un módulo para ensayar las pérdidas de carga en un circuito de
tuberías de agua, el cual cuenta con un vertedero triangular de 90º para determinar
el caudal circulante y con dos bombas de potencia nominal 2,4 kW (3,2 HP) cada
una con una velocidad máxima de 3000rpm, que se conectan enparalelo
intentando que estén sincronizadas (cada bomba tiene su propio controlador
electrónico de revoluciones).
Se toman las caídas de presión en un tramo de una tubería de acero galvanizado
de 1 ¼” con manómetros diferenciales de mercurio, para distintas revoluciones de
las bombas (diferentes caudales). Se calcula el coeficiente de pérdidas de la tubería
y se determina la rugosidad absoluta de lamisma.
Luego se toman las caídas de presión en un tramo de tubería que contiene en su
ruta a dos codos de acero de 90º, 1 ¼” y unión roscada de radio regular. Al restar
los efectos en la caída de presión por las longitudes sumadas de tubería, y al dividir
este resultado entre dos, se determina el coeficiente de pérdidas para un solo codo
el cual representará en general a los accesorios. Se determinala longitud
equivalente de tubería que el codo iguala en cuanto a pérdidas.
Para el presente informe se presenta el marco teórico necesario para comprender
la pérdida de carga en tuberías y accesorios. Después se analizan los resultados de
tres horarios de laboratorio diferentes frente a los resultados del análisis con el uso
de tablas.

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Conclusiones:
Las pérdidas por fricción debido a larugosidad de las paredes de una
tubería en contacto con el fluido definitivamente deben tomarse en cuenta
en el diseño de una instalación de tuberías. Estas pérdidas además pueden
ser cuantiosas debido a la oxidación interna o al depósito de sustancias
dentro de los conductos, por lo que se deben prever en el planeamiento
inicial aumentando el diámetro de las tuberías o planteando una estrategia
paralimpiarlas por periodos. De esta forma se evitarán caídas de presión no
deseadas.
Debido al análisis en el codo del circuito, se puede advertir que la pérdida en
accesorios es considerable y depende primordialmente de la geometría de
los mismos a pesar de que estos no ocupen relativo gran espacio. Al diseñar
instalaciones se debe restringir su uso a lo necesario. En este estudio, en
promedio uncodo pierde por fricción el equivalente a lo que perderían 90 cm
de tubería (ver modelo de cálculo).
Para encontrar el coeficiente de pérdidas real de una tubería o de un
accesorio es muy importante el caudal (ver variación de los gráficos). Con
distintos caudales varía el coeficiente de pérdidas. Sin embargo, para
velocidades normales (del orden de 2 a 3 m/s) es práctico hablar de un solocoeficiente de pérdidas en tuberías y un solo coeficiente para cada tipo de
accesorio.
Específicamente en este ensayo, se puede utilizar un coeficiente de
pérdidas en la tubería de 0,035 obtenido de la bibliografía. Este valor es
mayor que el calculado con el uso de tablas debido a que la tubería tiene
algunos años de uso y es probable que el interior haya sufrido corrosión y
tenga sustancias depositadas...