Fricción en tuberías

DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE FRICCIÓN
EN TUBERÍAS DE DIFERENTES DIÁMETROS


INTRODUCCION


Las experiencias en el laboratorio de operaciones unitarias nos brindan en esta oportunidad la determinación del factor de fricción en tuberías de diferentes diámetros siendo este uno de nuestros objetivos principales. El éxito de esta práctica depende un poco del cumplimiento de uno de losobjetivos de la práctica pasada como lo es la construcción de las curvas de calibración, pues las gráficas construidas y corregidas en el informe anterior, nos servirán de ayuda en los cálculos a realizar en esta oportunidad.

La importancia de esta radica en que es muy necesario tomar en cuenta las perdidas de energía por la fricción que se produce entre las paredes de las tuberías o de los diferentesaccesorios que conforman determinado equipo, ya que esto se traduce en costos adicionales, y esto debe ser tomado en cuenta, ya que forma una parte esencial de la labor que cada uno de nosotros tendrá como futuros ingenieros de procesos, ya que la fricción ocasionada en la tubería puede dar como resultado daños en la misma, esto sucede por el flujo del fluido; cuando trae en su masa sedimentos queaparte de dañar todo un sistema de tubería de cualquier empresa por efectos de corrosión podría dañar equipos e instrumentos.

Este informe se presenta bajo la estructura de un marco teórico donde desarrollaremos los puntos que se consideraron más importantes para el perfecto entendimiento de la practica, así como también de una serie de cálculos, tablas, graficas que de una manera sencillaexplican el procedimiento utilizado para la realización del experimento de laboratorio.


MARCO TEÓRICO

A continuación se definen ciertos términos necesarios para la interpretación del presente informe.

Fluido: los fluidos son sustancias capaces de "fluir" y que se adaptan a la forma de los recipientes que los contienen.

Presión de un fluido: la presión de un fluido se transmite conigual intensidad en todas direcciones y actúa normalmente a cualquier superficie plana. En el mismo plano horizontal, el valor de la presión de un líquido es igual en cualquier punto.

Viscosidad: la viscosidad de un fluido es aquella propiedad que determina la cantidad de resistencia opuesta a las fuerzas cortantes. La viscosidad se debe primordialmente a las interacciones entre las moléculas delfluido.

En un fluido newtoniano, el gradiente de velocidad es obviamente proporcional al esfuerzo constante. Esta constante de proporcionalidad es la viscosidad, y se define mediante la ecuación:


Efecto de la Rugosidad: se sabe desde hace mucho tiempo que, para el flujo turbulento y para un determinado número de Reynolds, una tubería rugosa, da un factor de fricción mayor que en unatubería lisa. Por consiguiente si se pulimenta una tubería rugosa, el factor de fricción disminuye y llega un momento en que si se sigue pulimentándola, no se reduce más el factor de fricción para un determinado número de Reynolds.

Principios Fundamentales que se aplican a Flujos de Fluidos

*Principio de la conservación de la masa, a partir del cual se establece la ecuación de continuidad.*Principio de la energía cinética, a partir del cual se deducen ciertas ecuaciones aplicables al flujo.

*Principio de la cantidad de movimiento, a partir del cual se deducen ecuaciones para calcular las fuerzas dinámicas ejercidas por los fluidos en movimiento.

Flujo Laminar y Turbulento: a velocidades bajas los fluidos tienden a moverse sin mezcla lateral, y las capas contiguas sedeslizan mas sobre otras. No existen corrientes transversales ni torbellinos. A este tipo de régimen se le llama flujo Laminar. En el flujo laminar las partículas fluidas se mueven según trayectorias paralelas, formando el conjunto de ellas capas o láminas. Los módulos de las velocidades de capas adyacentes no tienen el mismo valor.

A velocidades superiores aparece la turbulencia, formándose...