Laboratorio De Hidraulica
Páginas: 12 (2826 palabras)
Publicado: 7 de marzo de 2013
OBJETIVOS:
Los objetivos del presente ensayo van a ser los siguientes:
• Aplicabilidad de la fórmula de Hazen William para perdida de carga en tuberías
• Estimar el coeficiente de rugosidad de Hazen William para tubería lisa y corrugada de acuerdo al material
• Estimar el coeficiente de caudal para un vertedero rectangular.
• Calcular el coeficiente de contracción lateralen un vertedero rectangular de pared delgada.
• Consultar el principio de funcionamiento de un vertedero cimacio o Wes.
• Calcular el caudal generado por un vertedero cimacio.
• Encontrar la aplicabilidad del vertedero Cimacio a la ingeniería.
• Encontrar la aplicabilidad de las perdida de carga en tuberías a la ingeniería
• Encontrar la aplicabilidad del vertederorectangular a la ingeniería.
MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL
PÉRDIDA DE CARGA EN TUBERIAS
El teorema de Bernoulli es una forma de expresión de la aplicación de la ley de la conservación de la energía al flujo de fluidos en una tubería. La energía total en un punto cualquiera por encima de un plano de referencia, es igual a la suma de la altura geométrica, la altura debida a lapresión y la altura debida a la velocidad, es decir:
Z + P/dg + V2 /2g = H
Si las pérdidas por rozamiento se desprecian y no se aporta o se toma ninguna energía del sistema de tuberías (bombas o turbina), la altura total H en la ecuación anterior permanecerá constante para cualquier punto del fluido. Sin embargo, en la realidad existen pérdidas o incrementos de energía que deben incluirse en laecuación de Bernoulli. Por lo tanto, el balance de energía para los dos puntos del fluido como la perdida de altura en metros columna de agua, milímetros de mercurio o libras por pulgada cuadrada (PSI) de la siguiente manera:
Z1 + P1/dg +V12 /2g = Z2+ P2/dg+V22/2g +HL
Todas las fórmulas prácticas para el flujo de fluidos se derivan del teorema de Bernoulli, con modificaciones para tener encuenta las pérdidas debidas al rozamiento.
PERDIDA DE CARGA HL
El rozamiento del líquido con la tuberías genera una perdida de carga entre el punto de entrada y el punto de salida del flujo en la tubería, esta perdida de presión se expresa como metros columna de agua, mm de mercurio, o simplemente como libras por pulgada cuadrada (P:S:I)
Coeficiente de rugosidad
El coeficiente derugosidad es función del material de la tubería y del estado de las paredes del tubo En las tuberías de cobre concreto, asbesto cemento, plástico, la forma original se mantiene por mas tiempo de uso que en las acero y hierro fundido, pues la incrustación es mayor.
CALCULO DE LA PERDIDA DE CARGA
La ecuación mas utilizada es la Hazen - Williams, fórmula empírica producto de gran cantidad deexperimentos. Es aplicada satisfactoriamente para cualquier material, su formulación es la siguiente:
Q= 0,2785 C D2,63 J0,54
Donde:
Q = Caudal m3/s
D = diámetro interno de la tubería (m)
J = Perdida de carga unitaria (m/m de conducción)
C = Coeficiente de rugosidad de Hazen - Williams
Despejando J obtenemos:
J = (Q/0,2785xCxD2,63)1.85
VERTEDERO RECTANGULAR DE PARED DELGADA
Unvertedero es una simple abertura sobre la cual fluye un líquido. Los vertederos pueden clasificarse de diferentes maneras según su forma el espesor de la pared, el tipo de descarga y el número de contracciones laterales.
Uno de los mas utilizados por su facilidad de construcción es el rectangular de pared delgada para medición de corrientes superficiales, puede trabajar en descarga libre oparcialmente sumergida, pero es preferible la condición de descarga libre.
Puede darse el caso de que el vertedero no tenga ninguna contracción lateral, que tenga solo una o que tenga dos contracciones laterales.
El caudal de los vertederos viene dado por la formula general:
Q=ULH(2gH)1/2 en la que:
Q = Caudal en m3/s (L/s)
U = Coeficiente de caudal del vertedero
L = Longitud del umbral de...
Los objetivos del presente ensayo van a ser los siguientes:
• Aplicabilidad de la fórmula de Hazen William para perdida de carga en tuberías
• Estimar el coeficiente de rugosidad de Hazen William para tubería lisa y corrugada de acuerdo al material
• Estimar el coeficiente de caudal para un vertedero rectangular.
• Calcular el coeficiente de contracción lateralen un vertedero rectangular de pared delgada.
• Consultar el principio de funcionamiento de un vertedero cimacio o Wes.
• Calcular el caudal generado por un vertedero cimacio.
• Encontrar la aplicabilidad del vertedero Cimacio a la ingeniería.
• Encontrar la aplicabilidad de las perdida de carga en tuberías a la ingeniería
• Encontrar la aplicabilidad del vertederorectangular a la ingeniería.
MARCO TEORICO Y CONCEPTUAL
PÉRDIDA DE CARGA EN TUBERIAS
El teorema de Bernoulli es una forma de expresión de la aplicación de la ley de la conservación de la energía al flujo de fluidos en una tubería. La energía total en un punto cualquiera por encima de un plano de referencia, es igual a la suma de la altura geométrica, la altura debida a lapresión y la altura debida a la velocidad, es decir:
Z + P/dg + V2 /2g = H
Si las pérdidas por rozamiento se desprecian y no se aporta o se toma ninguna energía del sistema de tuberías (bombas o turbina), la altura total H en la ecuación anterior permanecerá constante para cualquier punto del fluido. Sin embargo, en la realidad existen pérdidas o incrementos de energía que deben incluirse en laecuación de Bernoulli. Por lo tanto, el balance de energía para los dos puntos del fluido como la perdida de altura en metros columna de agua, milímetros de mercurio o libras por pulgada cuadrada (PSI) de la siguiente manera:
Z1 + P1/dg +V12 /2g = Z2+ P2/dg+V22/2g +HL
Todas las fórmulas prácticas para el flujo de fluidos se derivan del teorema de Bernoulli, con modificaciones para tener encuenta las pérdidas debidas al rozamiento.
PERDIDA DE CARGA HL
El rozamiento del líquido con la tuberías genera una perdida de carga entre el punto de entrada y el punto de salida del flujo en la tubería, esta perdida de presión se expresa como metros columna de agua, mm de mercurio, o simplemente como libras por pulgada cuadrada (P:S:I)
Coeficiente de rugosidad
El coeficiente derugosidad es función del material de la tubería y del estado de las paredes del tubo En las tuberías de cobre concreto, asbesto cemento, plástico, la forma original se mantiene por mas tiempo de uso que en las acero y hierro fundido, pues la incrustación es mayor.
CALCULO DE LA PERDIDA DE CARGA
La ecuación mas utilizada es la Hazen - Williams, fórmula empírica producto de gran cantidad deexperimentos. Es aplicada satisfactoriamente para cualquier material, su formulación es la siguiente:
Q= 0,2785 C D2,63 J0,54
Donde:
Q = Caudal m3/s
D = diámetro interno de la tubería (m)
J = Perdida de carga unitaria (m/m de conducción)
C = Coeficiente de rugosidad de Hazen - Williams
Despejando J obtenemos:
J = (Q/0,2785xCxD2,63)1.85
VERTEDERO RECTANGULAR DE PARED DELGADA
Unvertedero es una simple abertura sobre la cual fluye un líquido. Los vertederos pueden clasificarse de diferentes maneras según su forma el espesor de la pared, el tipo de descarga y el número de contracciones laterales.
Uno de los mas utilizados por su facilidad de construcción es el rectangular de pared delgada para medición de corrientes superficiales, puede trabajar en descarga libre oparcialmente sumergida, pero es preferible la condición de descarga libre.
Puede darse el caso de que el vertedero no tenga ninguna contracción lateral, que tenga solo una o que tenga dos contracciones laterales.
El caudal de los vertederos viene dado por la formula general:
Q=ULH(2gH)1/2 en la que:
Q = Caudal en m3/s (L/s)
U = Coeficiente de caudal del vertedero
L = Longitud del umbral de...
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