Ingenieria fluidomecanica

Grado en Ingeniería Mecánica
INGENIERÍA FLUIDOMECÁNICA
Pérdidas de carga en una instalación hidráulica.




Departamento de Ingeniería Mecánica


1.- IntroducciónVamos a estudiar las pérdidas de carga o pérdidas de presión total que se producen en los elementos de una instalación hidráulica como consecuencia de que el fluido que circula por ellos presenta uncarácter no ideal.
2.- Pérdida de presiones

Para la obtención del valor de estas pérdidas, mediremos en la experiencia los valores de la presión estática y del caudal. Además, tendremos encuenta en todo momento la ecuación del manómetro:
ρg(z_1-z_2 )+p_1-p_2=ρg(h_1-h_2)

Tipos de pérdidas de carga

Distinguimos 2 tipos de pérdidas de presión:

-Pérdidas de presión primarias:
Estaspérdidas son debidas a la viscosidad, y las estudiaremos empleando 4 tuberías de distintos materiales: acero galvanizado, cobre, PVC1, PVC2.
En este apartado, anotaremos 10 medidas de caudal y suscorrespondientes diferencias de altura en el manómetro (h_1-h_2). A partir de estos datos y sabiendo que:
∆P_12=p_1-p_2=ρg(h_1-h_2)

Obtendremos el valor del factor de fricción, f. Para ello,escribimos la ecuación de Bernouilli en función de f, y despejamos esta:
∆P_12=1/2 ρU^2 f L/D

f=((∆P_12)/L)/(1/2D ρU^2 )=((ρg(h_1-h_2))/L)/(1/2D ρU^2 )

NOTA: La velocidad la obtenemos a partir de laecuación de la continuidad (Q_1=Q_2), y por tanto, tenemos que: U=4Q/(πD^2 )
Por último, comof=f(Re, є/D ) , obtendremos el valor de la rugosidad de cada material, a partir de una gráfica en la querepresentaremos f frente a Re, en escala logarítmica.

-Pérdidas de presión secundarias:

Estas pérdidas son debidas a la variación en la geometría del conducto por el que circula el fluido, yse trata de pérdidas localizadas. Para estudiar este caso, hemos utilizado un codo, una expansión y una contracción brusca y 3 válvulas distintas (de bola, de asiento y de compuerta).
En este...