Informe Flujo Permanente A Traves De Una Tuberia Horizontal De Diametro Constante 1

DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS
Inicialmente se llevó a cabo la medición de las alturas registradas en cada uno de los 10 piezómetros ubicados a lo largo de la tubería horizontal. Este procedimiento se realizó para los tres caudales implementados en la práctica de laboratorio. Los datos encontrados se registran en la tabla 1.
Tabla 1. Datos de las lecturas de altura tomadas en los piezómetrospara los ensayos realizados
Lectura de los piezómetros (m)
Nº
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
0,8
0,78
0,76
0,74
0,73
0,69
0,68
0,67
0,66
0,63
2
0,82
0,8
0,79
0,78
0,77
0,74
0,74
0,73
0,72
0,7
3
0,84
0,83
0,82
0,81
0,8
0,79
0,78
0,77
0,77
0,76
Temperatura (ºC)
24±1

En cada uno de los tres ensayos implementados en la práctica, se realizaron tres aforos volumétricos en los cuales se medía el volumen quetardaba en llenarse una probeta en determinado tiempo, con el fin de determinar el caudal por medio de la ecuación 1.
(1)
Con el caudal encontrado en cada ensayo se procedió a encontrar la velocidad media por medio de la ecuación 2, en la que se relaciona el caudal con el área transversal de la tubería. La tubería trabajada tenía un diámetro de , encontrando un área transversal de . Los datosencontrados en estos procedimientos se consignan en la tabla 2.

(2)

Tabla 2. Datos del aforo volumétrico realizado para cada ensayo, y del caudal encontrado.

Con el valor de la velocidad media encontrada para cada ensayo se procedió a realizar el cálculo del número de Reynolds mediante la ecuación 3, que relaciona la velocidad media del flujo con el diámetro de la tubería y la viscosidadcinemática del agua, todo esto con el fin de clasificar cada uno de los flujos trabajados en la práctica de laboratorio.
Se tuvo en cuenta que la temperatura a la cual se encontraba el agua en la práctica era de 24ºC, por lo cual la viscosidad cinemática relacionada a esta temperatura es de . Los datos obtenidos en el procedimiento descrito anteriormente se consignan en la tabla 3.
(3)
Donde:Tabla 3. Datos del número de Reynolds y tipo de flujo para cada ensayo
Ensayo
Numero de Reynolds
Tipo de flujo
1
18996,5
Turbulento
2
19014,6
Turbulento
3
14975,4
Turbulento
Posteriormente se llevó a cabo el cálculo de las pérdidas de energía por fricción experimental (mediante la ecuación 4, en donde la altura 1 corresponde a la primera lectura tomada en los piezómetros y la altura 2 a la últimalectura tomada. Con estos datos obtenidos se realizó el cálculo del coeficiente de fricción experimental (para cada uno de los ensayos realizados, teniendo en cuenta la ecuación 5. Los datos obtenidos se consignan en la tabla 4.

(4)
(5)
Donde:




Tabla 4. Datos obtenidos para el coeficiente de fricción experimental y las pérdidas de energía por fricción para los ensayos realizados
ENSAYO


10,17
0,0128
2
0,13
0,0094
3
0,08
0,0099

Para encontrar el valor del coeficiente de fricción teórico, inicialmente se llevó a cabo el cálculo de la rugosidad relativa de la tubería, teniendo en cuenta la ecuación 6, obteniendo un valor de 0,0079. Posterior a esto con los datos del número de Reynolds consignados en la tabla 3, se utilizó el diagrama de Moody que relaciona la rugosidad relativa y elnúmero de Reynolds.
(6)
Donde:


En el diagrama de Moody se ubicó el valor de la rugosidad relativa y el número de Reynolds para cada ensayo, el valor de era el correspondiente al punto de intersección de ambos datos, tal como se muestra en la figura 1.
Con el valor del coeficiente de fricción teórico encontrado se llevó a cabo el cálculo de las pérdidas de energía por fricción teórica, teniendoen cuenta la ecuación 7.Los datos obtenidos en los procedimientos descritos anteriormente se consignan en la tabla 5.
(7)

Figura 1. Diagrama de Moody.
Tabla 5. Datos obtenidos para el coeficiente de fricción teórico y las pérdidas de energía por fricción para los ensayos realizados
ENSAYO


1
0,482
0,036
2
0,483
0,036
3
0,291
0,035

Por otro lado, las líneas de energía y piezométrica fueron...