perdidas de carga


INTRODUCCIÓN


En este ensayo de laboratorio el problema a resolver específicamente es evaluar la perdida de energía que ocasiona un fluido al pasar a través de un tubo y varios accesorios, todas estas pérdidas llamadas locales.

El análisis del comportamiento que presentará el fluido puede ser calculado; con errores muy insignificantes, y por ello es la necesidad de hacer los ensayos delaboratorio para verificar la teoría con la práctica.

Gracias a este ensayo se podrán visualizar las pérdidas de energía que se vieron teóricamente lo que es de gran importancia, pues nos permitirá desarrollar en el futuro obras hidráulicas en las que tendremos que tomar muy en cuentas estas pérdidas de carga.

Es de gran interés que el profesional egresado de la escuela profesional deIngeniería Civil, esté en la capacidad de conocer las características del fluido y de los accesorios utilizado en obras hidráulicas para realizar trabajos seguros y ser un profesional capaz.

OBJETIVOS

a. Estudiar las pérdidas de cargas debido a los accesorios que se instalan en un tramo de la tubería, como ensanchamiento, contracción, válvula, etc.

b. Calcular el margen de error entre laconstante del accesorio calculado experimentalmente y el teórico.

c. Experimentar y calcular las pérdidas de carga de corriente que circula en un sistema hidráulico para los casos de ensanchamiento, estrechamiento, codo corto, codo medio, codo largo e inglete.


d. Encontrar el coeficiente de perdida de carga local promedio (K), para cada uno de los accesorios antes mencionados.


MARCOTEÓRICO

PÉRDIDADAS LOCALES

Se considera que tales pérdidas ocurren localmente en el disturbio del flujo. Estas ocurren debido a cualquier disturbio del flujo provocado por curvaturas o cambios en la sección.
Son llamadas pérdidas menores porque pueden despreciarse en tuberías largas, donde las pérdidas debidas a la fricción son altas en comparación con las pérdidas locales. Sin embargo entuberías cortas y con un considerable número de accesorios, el efecto de las pérdidas locales será grande y deberán tenerse en cuenta

FÓRMULA GENERAL

Las pérdidas menores son provocadas generalmente por cambios en la velocidad, sea magnitud o dirección. Experimentalmente se ha comprobado que estas pérdidas son aproximadamente proporcionales al cuadrado de la velocidad.


Dónde:
= pérdidade carga local, en m.
= coeficiente de perdida, que depende, del número de Reynolds y de la rugosidad del tubo.
= la carga de velocidad, aguas abajo, de la zona de alteración del flujo en m.


Cuando se experimenten y comprueben todos los coeficientes de pérdida, la pérdida de carga total en un sistema de tubería se determina de la siguiente manera:










Donde i representacada tramo de tubería con diámetro constante y j representé cada accesorio que provoca una pérdida menor. Si todo el sistema de tubería por analizar tiene un diámetro constante, la ecuación anterior se reduce a:





Donde V es la velocidad de flujo promedio a través de todo el sistema (note que V= constante pues D = constante).

COEFICIENTES DE PÉRDIDA REPRESENTATIVOS K
La siguiente tablada algunos de los valores de K para diferentes tipos de punto singulares:

Tipo de singularidad
K
Válvula de compuerta totalmente abierta
0,2
Válvula de compuerta mitad abierta
5,6
Curva de 90º
1,0
Curva de 45º
0,4
Válvula de pie
2,5
Emboque (entrada en una tubería)
0,5
Salida de una tubería
1,0
Ensanchamiento brusco
(1-(D1/D2)2)2
Reducción brusca de sección (Contracción)0,5(1-(D1/D2)2)2
EQUIPOS Y MATERIALES

BANCO HIDRAÚLICO


Descripción:

Equipo para el estudio del comportamiento de los fluidos, la teoría hidráulica y las propiedades de la mecánica de fluidos.
Compuesto por un banco hidráulico móvil que se utiliza para el laboratorio se experimentara con el equipo para PÉRDIDAS DE CARGA LOCALES, que permiten experimentar las pérdidas de carga con...