Informe N 6 FINAL

Universidad Católica Andrés Bello.
Escuela Ingeniería.
Facultad Ingeniería Industrial.
Laboratorio de Mecánica de Fluidos.
Profesor: Sebastian Ribis.







FLUJO TURBULENTO EN TUBERÍAS
Práctica n°6







Croes, Moises
Pereira, Wilfren
Caracas, Junio del 2014.
INTRODUCCIÓN.
En el caso de esta práctica la cual toca elaborarla durante el curso de Laboratorio de Mecánica de Fluidos, lleva comonombre “Flujo Turbulento en Tuberías”. Un flujo turbulento se puede reconocer tanto a nivel físico como a nivel teórico, primeramente trataremos el fluido a nivel teórico.
A nivel teórico se puede reconocer mediante el número de Reynold, la cual este nos permite reconocer de acuerdo a su valor en qué tipo de fluido estamos enfrentando, este número se define de la siguiente forma:

Donde:
V:Velocidad del fluido.
D: Diámetro de la tubería.
: Viscosidad Cinemática del fluido.
Lo que distingue a un fluido turbulento de uno laminar a nivel físico es que en el fluido laminar se observan finas láminas como una montada encima de la otra, mientras que en un fluido turbulento se pueden observa el flujo de las partículas desordenadas. En el caso del fluido laminar se observan velocidades menores acero, mientras la velocidad que lleva un fluido turbulento están en un rango de 1 a 10 .
Para un fluido turbulento el número de Reynold es mayor a 2000.




TABLA DE DATOS EXPERIMENTAL.
Tabla de Datos Nº 1

Estática
Total


Toma
h3 Hg (cm)
h4 Hg (cm)
h5 Hg (cm)
h5 Hg Total (cm)
T (ºC)
H vertedero (cm)
1
15,3
14,5
13
17,3
27
38,2
2
22,7
22
21,3
23,7
27
37
3
31,2
30,8
30,7
31,3
27
35

Fuente:Elaboración propia
El diámetro interno de la tubería es de 42 mm.

Factor de corrección del vertedero es de 26,10 cm.















CÁLCULOS Y GRÁFICOS.
Parte A:
Para los cálculos de esta práctica se observa que los valores de “hi” obtenidos son tomados de un piezómetro la cual debemos convertir estas alturas de mercurio a agua mediante la resolución de su respectiva manometría, se obtiene de lasiguiente forma:

Sustituyendo

Donde aquí se puede obtener el valor de la altura buscada, esto se logra igualando las presiones y sustituyendo en las mismas la relación conseguida respectivamente, culminar se obtiene la siguiente relación para así conseguir el deseado.

Con base de la relación ya mencionada se obtienen la siguiente tabla.

Estática
Total


Toma
h3 H2O (cm)
h4 H2O (cm)
h5 H2O (cm)
h5H2O Total (cm)
T (ºC)
H vertedero (cm)
1
207,3915
196,5475
176,215
234,5015
27
12,1
2
307,6985
298,21
288,7215
321,2535
27
10,9
3
422,916
417,494
416,1385
424,2715
27
8,9

Aquí se observan los niveles de energía pero ahora para el agua.
Se procede a graficar las distintas alturas del agua y así tomar la solución del coeficiente con la mayor aproximación a uno.



Gráfico Nº1
“h H20 (cm) vsRecorrido (cm)” (Toma 1)


Gráfico Nº2
“h H20 (cm) vs Recorrido (cm)” (Toma 2)




Gráfico Nº3
“h H20 (cm) vs Recorrido (cm)” (Toma 3)


Parte B: Veje experimental
Podemos conseguir este valor, por la siguiente relación:

Donde:
g = 981
Δh H2o = hTOTAL 5 - hESTATICA 5






Tabla de Cálculos Nº 2
Toma
h5 H2O (cm)
h5 H2O Total (cm)
Δh H2O 5 (cm)
Vexp (cm/s)
1
176,215
234,5015
58,2865
338,169
2288,7215
321,2535
32,532
252,642
3
416,1385
424,2715
8,133
126,321

Parte C: Veje Teórica
Usando la fórmula de Karman-Pranatl:

Donde:
Vm = velocidad media
F = factor de fricción
Primero se consigue el caudal volumétrico, gracias a la “H vertedero” y la relación:


4,0411 = 4041,1





Luego calculamos la velocidad media:


A= 13,854
Entonces


Conseguimos el factor de fricción por la ecuación deDarcy –Weisbach:



g = aceleración gravitatoria= 981
L= longitud de la tubería = 100 cm * 2 = 200 cm
D = diámetro de la tubería = 4,2 cm
Vm= velocidad media



Para conseguir “hf” aplicamos la ecuación de energía (3-5), donde nos resulta:

hf 1
hf 131,17 cm
Procedemos a calcular:


Por último:

Repitiendo el procedimiento para las tomas 2 y 3, tenemos que:
Tabla de...