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FRICCIÓN EN TUBERÍAS
OBJETIVO:
Determinar el tipo de flujo que se da en los distintos tipos de tuberías.
FUNDAMENTO TEORICO:
Cuando un fluido circula por una tubería, las fuerzasde rozamiento ejercidas por las paredes de la misma, provocan degradación de la energía en calor.
El esfuerzo cortante o entre el fluido y la pared de una tubería lisa depende del diámetro D, lavelocidad V, la densidad y la viscosidad del fluido.
Mediante el análisis dimensional se demostró que la relación entre estas variables se puede expresar como:
µ = viscosidad cinemáticadel agua.
Siendo: el número de Reynolds RE
Si a la expresión llamamos f /4, encontramos el coeficiente de fricción.
De aquí obtenemos:
Para flujo turbulento f debe hallarseexperimentalmente.
ENERGÍA Y CARGA DE PERDIDA DEBIDO A LA FRICCIÓN EN TUBERÍAS:
Para un flujo estable, la resultante de la fuerza en la masa líquida entre las secciones 1 y 2 , por la primera ley deNewton es cero. Resolviendo en la dirección del eje de la tubería tanemos:
Siendo:
Sustituyendo encontramos:
Donde:
A = área
P = perímetro
La pérdida de energía porunidad de masa y por unidad de longitud, esta dada por la relación:
en donde : = , para una tubería circular
: Radio Hidraúlico
Entonces la pérdida de carga debida a la fricción viene dadapor:
Que es la ecuación de Darcy-Weisbach. El cálculo de la pérdida por fricción en tuberías para unas condiciones dadas, depende del conocimiento de f para estas condiciones.
Flujo laminar yturbulento:
El flujo laminar se define como aquel en el que el fluido se mueve en capas o láminas, deslizándose suavemente una capa sobre otra capa adyacente con sólo un intercambio molecular decantidad de movimiento. En un flujo turbulento, las partículas se mueven en forma errática, con un intercambio de cantidad de movimiento transverso muy violento.
PROCEDIMIENTO
Práctica:...
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