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:

• 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.

Cada subgrupo dispone de:

• 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.

1. Determine los diferentes acoples para la instalación de las tomas de presión.
2. Anote los datos iniciales de la columna de mercurio.
3. Coloque en posición abierta todas las válvulas del sistema y prenda la bomba.
4. Verifique la ausencia de aire en el sistema y elimine éste manteniendo el banco en funcionamiento durante varios minutos (5 a 6 minutos).
5. Revise la buena operación del medidor principal de caudal.
6. 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.
7. Espere que el sistema se estabilice.
8. 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.
9. 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.
10. Cada vez que cambie el accesorio, cierre completamente la válvula que regula el flujo y apague la bomba.
11. A continuación instale los medidores de presión en el nuevo accesorio a usar y repita el procedimiento descrito.
12. Al terminar la práctica, cierre lentamente la válvula que controla el flujo y suspenda el circuito eléctrico.

  Datos

  Cálculos y resultados

  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).

  Anexos

  Bibliografía

• MOTT. Mecánica de fluidos aplicada . Editorial Prentice Hall , 2004.