MECANICA DE FLUIDOS

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA
METROPOLITANA
Departamento de Industria



















Introducción:
En esta cuarta experiencia realizada en el laboratorio de mecánica de fluidos, se desarrolla la experiencia de Perdida de Carga en Tuberías y Singularidades. Dicha experiencia permite determinar las distintas relaciones que dirigen el flujo que pasa por las tuberías,permitiendo comprender que sucede con las perdidas debido a diferentes efectos como los efectos friccionaríos , cambio de pendiente, altura, expansión y contracción.
Es muy común que en un proceso donde se necesite hacer pasar un fluido por medio de tuberías exista un grado de perdida, las cuales pueden ser producidas por diversos factores como lo son la rugosidad de la tubería, el estrechamiento deldiámetro de está, el caudal, la velocidad, la presencia de codos, expansiones y contracciones, etc.
En el siguiente informe se determinará los coeficientes de fricción para las tuberías, de cobre y de PVC de la experiencia, además determinar el número de Reynolds. Gracias a la ecuación de Bernoulli, obtendremos las perdidas. Realizaremos comparaciones con los datos obtenidos en forma analítica, pormedio de las relaciones empíricas de la literatura. Analizaremos con gráficos los datos de nuestro experimento.














Procedimiento Experimental:
Luego de reconocer los materiales y la instalación junto con sus características y sus limitaciones se procedió a realizar la experiencia llevando a cabo los siguientes pasos:
1. Se debió abrir todas las llaves de paso delsistema.
2. Se encendió la bomba que llenaría de agua el primer estanque.
3. Se deben cerrar las llaves de paso del sistema.
4. Nos debemos fijar que el estanque uno tenga un nivel de agua adecuado para poder desarrollar el procedimiento.
5. Revisar que el manómetro y las mangueras con el fin de cerciorarnos que no contengan aire.
6. Abrir la llave del manómetro quecorresponda a la tubería que será ocupada en cada procedimiento.
7. Abrir la válvula de la cañería en forma lenta hasta su máximo flujo y esperar que se estabilice el manómetro.
8. Ajustar la válvula de control de la tubería seleccionada al máximo flujo.
9. Realizar las mediciones correspondientes a la altura del manómetro (ΔH) y el caudal de salida (con la cubeta y el cronometro).
10.Ajustar la válvula de control (cerrando suavemente), para lograr registrar una diferencia menor en el manómetro








Datos experimentales
En el desarrollo de la experiencia luego de seguir los pasos mencionados anteriormente obtuvimos los siguientes resultados:
Tipo de cañería
Largo (m)
Diámetro (m)
Z1 (m)
Z2 (m)
AH (m)
T1 (s)
T2 (s)
T.Promedio (s)
1a)Fierro Galvanizado(Feg)
2,5
0,01905
0
0
0,88
8,24
8,31
8,275
1a)Cobre Pend.positiva
3,43
0,0127
1,32
1,01
0,86
24,1
23,75
23,9
1a)Cobre Pend negativa
3,43
0,0127
0,39
0,73
0,975
19,39
19,8
19,56
1a)P.V.C.
2,5
0,01905
0
0
0,61
7,3
7,34
7,32
1a)Cobre
2,54
0,01905
0
0
0,85
6,42
6,63
6,525
2a) 4 codos
-
0,01905
-
-
1,15
10,39
9,66
10,025
2a)Expansión Brusca
-0,01905-0,0762
-
-
-0,18
8,12
8,35
8,23
2a)Contracción Brusca
-
0,0762-0,01905
-
-
0,53
8,13
7,96
8,945

Ahora se procede calcular los datos para caudal, velocidad, y numero de Reynolds para cada cañería y singularidades según las siguientes relaciones:

Donde Q= caudal ;V = Volumen ; t = tiempo ; D= diámetro ; v=velocidad ; ρ =densidad del agua =1 ; y µ es la viscosidadcinemática.
La viscosidad cinemática para la temperatura del agua en la experiencia se obtiene interpolando , la temperatura medida fue de 13 o C.
Temp. (oC)
Viscosidad cinemática
10
1,308
13
x
15
1,142


x=
1,2084E-06



Tipo de cañería
Volumen (m^3)
Tiempo (s)
Q (m^3/s)
Velocidad (m/s)
Re
 
0,005
8,24
0,000606796
2,128937693
33561,95221
1a)Fierro Galvanizado...