Pérdidas por fricción, experimental

INFORME N°1
“Pérdida de carga y medidores de flujo”

RESUMEN

El día jueves 30 de Agosto de 2012 en el Laboratorio de Operaciones Unitarias (LOPU) del departamento de Ingeniería Química, de la Universidad de Santiago de Chile, se llevó a cabo la primera experiencia del Laboratorio de Mecánica de Fluidos, denominada “Pérdida de carga y medidores de flujo”. La primera parte se realizó en elprimer piso del LOPU y consistía en determinar la curva de calibración de una placa orificio, encontrar las curvas características de la bomba centrífuga, obtener experimentalmente las pérdidas en una tubería de Acero, e igualmente en un codo de radio normal (o corto) y compararlas entre sí y con las pérdidas calculadas en forma teórica y para la segunda parte de la experiencia se trabajó entercer piso del LOPU comparando la velocidad media obtenida por un anemómetro de paleta y mediante un tubo de pitot.
En la primera etapa se registraron la masa de agua a 3 tiempos distintos a fin de obtener los caudales de agua de operación para diversos tiempos con el fin de obtener 9 caudales de operación. Junto con esto se registraron, la potencia de descarga de la bomba, la diferencia de alturavista en un manómetro con mercurio acoplado a la placa orificio, el tiempo en recorrer dos revoluciones en un contador trifásico relacionado con la bomba. Además, para el caso de las tuberías y el accesorio, se realizaron para 3 caudales diferentes, mediciones de diferencia de altura vista en un manómetro con mercurio acoplado a estos más la descrita en la placa orificio.
Se obtuvieron lascurvas características de la bomba, destacando la baja eficiencia de esta. Se demostró que las pérdidas de calor en la tubería son superiores a un diámetro mayor. Las diferencias entre los valores teóricos y experimentales oscilaron entre un 69,4 y7,1 % para flujo alto. En el codo apreciamos que las pérdidas por fricción aumentan con el caudal siendo el error 43,3% para flujo alto.
La segunda parte dela experiencia consistió en medir las velocidades de aire que circula a través de un ducto circular, mediante dos dispositivos: anemómetro de paleta y tubo de Pitot. Con el primero se midieron 10 datos de velocidad media al azar, mientras que con el segundo se determinó la velocidad a partir de datos de diferencia de altura del manómetro de agua, con los cuales se sacó un promedio. Finalmente seobtuvo una velocidad promedio del tubo de Pitot es de y con un error de con respecto a la velocidad promedio del anemómetro de .

ÍNDICE


Apéndice A: Factores de conversión y tablas utilizadas
Apéndice B: Resultados de cálculos intermedios
Apéndice C: Ejemplo de cálculo
Apéndice D: Gráficos
Apéndice E: Propiedades de tuberías, accesorios y fluidos
Apéndice F: Diagramas y figuras deflujo




1. OBJETIVOS

1.1. Medición de flujo de líquidos
1.1.1. Determinar la curva de calibración de un medidor de flujo.
1.1.2. Determinar las curvas características de la bomba centrífuga: Altura de elevación, Potencia consumida y Eficiencia en función del Caudal.
1.1.3. Obtener experimentalmente las pérdidas de carga en dos tuberías distintas en función de la velocidad media delfluido, compararlas entre sí y con las pérdidas calculadas en forma teórica.
1.1.4. Obtener experimentalmente la pérdida de carga en un accesorio en función de la velocidad media del fluido y comparar con las pérdidas calculadas en forma teórica.

1.2. Medición de flujo de gases.
1.2.1. Comparar el caudal del flujo de aire en una tubería obtenida por un anemómetro y un tubo de Pitot.2. TEORÍA

Se entiende por fluido como aquella sustancia líquida o gaseosa, conformada por un gran número de partículas, las cuales no se hallan unidas rígidamente como ocurre en los sólidos, por lo que pueden deformarse permanentemente al ser sometidos a ciertas fuerzas, permitiendo su constante cambio de forma, es decir, un fluido no puede resistir permanentemente una fuerza de...