calculo de perdidas de energia en tuberia, mecanica de fluido


Instituto Tecnológico de Santo Domingo



Área de Ingeniería
Laboratorio Mecánica de Fluidos












Proyecto Final
Prof.: Abel




Santo Domingo, Rep. Dom.
Enero 19, 2011

Introducción

En el siguiente trabajo se plantea un análisis de las pérdidas de energía que se presentan en un sistema de tuberías de un fluido (que en este caso es agua) de forma teóricay práctica, sabiendo que un fluido es una sustancia o medio continuo que se deforma repetidamente en el tiempo ante la aplicación de una tensión tangencial sin importar la magnitud de esta; Desde que un fluido es transportado por un conducto o tubería, presenta perdidas de energía; estas pérdidas son ocasionadas por la longitud del tubo el cual produce fricción los accesorios añadidos alconducto, cambio de dirección en las tuberías, etc. A consecuencia de estas pérdidas se produce una disminución de la energía entre los puntos estudiados del sistema de flujo.
El fluido estudiado es transportado a través de diferentes tuberías, pero en este caso asumimos que estas tuberías son de 1/2”, de materiales de policloruro de vinilo (PVC) y hierro galvanizado (HG). Este análisis se realizaramediante el principio de bernoulli, ecuación de continuidad. Principio de Reynols, conservación de la energía y la conservación de la masa. La ecuación de bernoulli describe el comportamiento de esta a lo largo de una línea de corriente. Ver detalles en el cuerpo del informe.











Marco teórico
El número de Reynolds (Re) es un número adimensional utilizado en mecánica de fluidos,diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento de un fluido.
El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo puedaconsiderarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande). Desde un punto de vista matemático el número de Reynolds de un problema o situación concreta se define por medio de la siguiente fórmula:

Pérdidas Locales
Además de las pérdidas de energía por fricción, hay otras pérdidas "menores" asociadas con los problemas en tuberías. Se considera que tales pérdidasocurren localmente en el disturbio del flujo. Estas ocurren debido a cualquier disturbio del flujo provocado por curvaturas o cambios en la sección. Son llamadas pérdidas menores porque pueden despreciarse con frecuencia, particularmente en tuberías largas donde las pérdidas debidas a la fricción son altas en comparación con las pérdidas locales. Sin embargo en tuberías cortas y con un considerablenúmero de accesorios, el efecto de las pérdidas locales será grande y deberán tenerse en cuenta.
Las pérdidas menores son provocadas generalmente por cambios en la velocidad, sea magnitud o dirección. Experimentalmente se ha demostrado que la magnitud de las pérdidas es aproximadamente proporcional al cuadrado de la velocidad. Es común expresar las pérdidas menores como función de la cabeza develocidad en el tubo, V2/2g:

Pérdidas por fricción en tuberías
A medida que un fluido fluye por un conducto, tubo o algún otro dispositivo, ocurren pérdidas de energía debido a la fricción que hay entre el liquido y la pared de la tubería; tales energías traen como resultado una disminución de la presión entre dos puntos del sistema de flujo.
En estructuras largas, las pérdidas por fricción sonmuy importantes, por lo que ha sido objeto de investigaciones teóricoexperimentales para llegar a soluciones satisfactorias de fácil aplicación.
Para estudiar el problema de la resistencia al flujo resulta necesario volver a la clasificación inicial de los flujos laminar y turbulento.
Osborne Reynolds (1883) en base a sus experimentos fue el primero que propuso el criterio para distinguir...