Perdidas por fricción en accesorios
Objetivos
- Determinar las pérdidas por fricción en accesorios tipo codos, Tés, etc.
- Determinar experimentalmente el valor promedio de las constantes para cada uno de los aditamentos utilizados: codos de 90°, codos de 45°, Tés u otros accesorios.
- Comparar los resultados obtenidos con los reportados por literatura.
- Calcular la longitud equivalente de cada uno de los codos, tés, etc. Y comparar los datos con los hallados en la bibliografía.
Marco Teórico
- Se propusieron diversas fórmulas para el cálculo de diversas pérdidas de carga por frotamiento, cuando los fluidos circulan en curvas, accesorios, etc.
- El método más sencillo es considerar cada accesorio o válvula como equivalente a una longitud determinada de tubo recto. Esto permite reducirlas pérdidas en los tubos, las válvulas o accesorios aun denominador común: la longitud equivalente del tubo de igual rugosidad relativa.
Equipos y procedimientos
Banco de fluidos con las siguientes características:
Revise si el nivel del agua en el depósito es el indicado para su correcta operación y verifique la instalación eléctrica.
Cálculos y resultados
- En la parte superior del banco hay instaladas 5 líneas de tuberías, tres metálicas y dos plásticas.
- A continuación existe una línea de tubería plástica con tres válvulas y una serie de accesorios.
- Luego hay instalada otra tubería plástica, con dos medidores de caudal y otra serie de accesorios, codos de 90°, codos de 45°, Tés con flujo a través de un tramo, Tés con flujo a través de un ramal.
- En la parte izquierda del Banco está instalado el medidor principal de caudal y la columna manométrica de tipo líquido y hay disponibilidad para la medida de la presión con tubos Bourdon.
- En la parte inferior del Banco está la bomba y el depósito de agua, allí se encuentra los switch de prendido y apagado.
- Dos cronómetros.
- Dos beakers plásticos de 1000 mL.
- Dos probetas de 2000 cm3
Revise si el nivel del agua en el depósito es el indicado para su correcta operación y verifique la instalación eléctrica.
- Determine los diferentes acoples para la instalación de las tomas de presión.
- Anote los datos iniciales de la columna de mercurio.
- Coloque en posición abierta todas las válvulas del sistema y prenda la bomba.
- Verifique la ausencia de aire en el sistema y elimine éste manteniendo el banco en funcionamiento durante varios minutos (5 a 6 minutos).
- Revise la buena operación del medidor principal de caudal.
- Considerando el tramo de tubería a utilizar, es decir aquella donde están ubicados los accesorios a usar, cierre una a una las válvulas de los tramos que no sean de interés.
- Espere que el sistema se estabilice.
- Tomar para cada sector del accesorio a medir los valores de presiones con los dos manómetros disponibles y varíe el caudal diez veces, tomando simultáneamente el aforo con el beaker y tome nota del tiempo.
- Inicie con flujos bajos y aumente éste o con flujos altos y luego disminuya el caudal, tomando para cada uno de ellos los datos de las presiones, caudales, volúmenes y tiempos.
- Cada vez que cambie el accesorio, cierre completamente la válvula que regula el flujo y apague la bomba.
- A continuación instale los medidores de presión en el nuevo accesorio a usar y repita el procedimiento descrito.
- Al terminar la práctica, cierre lentamente la válvula que controla el flujo y suspenda el circuito eléctrico.
Análisis de resultados
- Para cada accesorio se determino el factor de fricción, perdidas primarias y secundarias, numero de Regoldanos, caudal, velocidad.
- En la mayoría de accesorios los datos son iguales, excepto los teóricos ya que para estos cálculos se tuvieron que tener en cuenta datos únicos para cada válvula y tubería por lo que estos datos varias de forma abruta.
- Las presiones se cambiaron para las tuberías de signo, de negativo a positivo para que los resultados no fueran incoherentes, las lecturas de las presiones fueron negativas debido a que dentro de la tubería se generaron vació, generando resultados negativos.
Conclusiones
- La velocidad y el caudal fueron los mismos ya que el flujo fue constante.
- Las perdidas en accesorios son menores con respecto a las de tuberías debido a que en ellas se presenta mas fricción entre el flujo del fluido y la pared interna de la tubería.
- Se presentaron errores muy grandes en accesorios por los cuales son causa de errores humanos, o de equipo (las tuberías tienen mayor fricción respecto a las teóricas, debido a su tiempo de uso).