analisis dimensional

ANALISIS DIMENSIONAL




MELISSA PARRA CASTRILLON
KATERINE SANCHEZ RESTREPO
JOHN WILMAR AGUIRRE GONZALEZ




Profesor
MILTON DAVID HENAO JIMENEZ





POLITECNICO COLOMBIANO JAIME IZASA CADAVID
FACULTAD DE INGENIERIAS
LABORATORIO DE HIDRAULICA
INGENIERIA CIVIL
MEDELLIN
2013.

INTRODUCCION
Los sistemas de flujo de un fluido presentan perdidas por friccion conforme elfluido pasa por los ductos y tuberias y perdidas por cambios en el tamaño de la trayectoria del flujo. La realizacion del presente informe de laboratório tiene como proposito identificar, analizar y calcular las perdidas por friccion de um fluido en un sistema de tuberias.



OBJETIVOS
Aplicar los conceptos del análisis dimensional en la comprensión del fenómeno físico de pérdidas de energíasen tuberías.

MARCO TEORICO

Análisis dimensional
El análisis dimensional es una herramienta que permite simplificar el estudio de cualquier fenómeno en el que estén involucradas muchas magnitudes físicas en forma de variables independientes. Su resultado fundamental, el teorema de Buckingham permite cambiar el conjunto original de parámetros de entrada dimensionales de un problema físicopor otro conjunto de parámetros de entrada adimensionales mas reducido.
Es importante considerar que en un experimento en un modelo (a escala geométrica del prototipo) los resultados adimensionales que se obtienen para el modelo también son validos ara le prototipo.

Teorema de Buckingham
El teorema ∏ de Buckingham establece que un problema físico en que se tengan “n” variables que incluyan “m”dimensiones distintas; las variables se pueden agrupar en “n-m” grupos adimensionales independientes.
Formula

Bases teóricas

Las perdidas por friccion se presentan porque al estar el fluido en movimiento habrá una resistencia que se opone a dicho movimiento (friccion al fluido), convirtiéndose parte de la enrgia del sistema en energía termicaa (calor), que se dispone a traves de lasparedes de la tubería por la circulación del fluido. Las válvulas y accesorios se encargan de controlar la dirección o el flujo volumétrico del fluido generando turbulencia local en el fluido, esto ocaciona una perdida de energía que se transforma en calor. Estas ultimas perdidas se consideran perdidas menores ya que en un sistema grande las perdidas por friccion en las tuberias son mayores a lasválvulas y accesorios.

Para solucionar los problemas prácticos de los flujos en tuberías, se aplica el principio de la energía, la ecuación de continuidad y los principios y ecuaciones de la resistencia de fluidos.
La resistencia al flujo en los tubos, es ofrecida no solo por los tramos largos, sino también por los accesorios de tuberías tales como codos y válvulas, que disipan energía al producirturbulencias a escala relativamente grandes.
La ecuación de la energía o de Bernoulli para el movimiento de fluidos incompresibles en tubos es:

Cada uno de los términos de esta ecuación tiene unidades de energía por peso (LF/F=L) o de longitud (pies, metros) y representa cierto tipo de carga. El término de la elevación, Z, está relacionado con la energía potencial de la partícula y se denominacarga de altura. El término de la presión P/ρ*g, se denomina carga o cabeza de presión y representa la altura de una columna de fluido necesaria para producir la presión P. El término de la velocidad V/2g, es la carga de velocidad (altura dinámica) y representa la distancia vertical necesaria para que el fluido caiga libremente (sin considerar la fricción) si ha de alcanzar una velocidad Vpartiendo del reposo. El término hf representa la cabeza de pérdidas por fricción.

El número de Reynolds permite caracterizar la naturaleza del escurrimiento, es decir, si se trata de un flujo laminar o de un flujo turbulento; además, indica, la importancia relativa de la tendencia del flujo hacia un régimen turbulento respecto a uno laminar y la posición relativa de este estado de cosas a lo largo...