domingo, 22 de noviembre de 2015

Pérdidas por fricción en tuberías con flujo turbulento 

Objetivos
  • Determinar las pérdidas primarias con flujo Turbulento.
  • Determinar el Factor de Fricción experimental del tubo.
  • Comparar el factor de fricción experimental con el teórico.
Marco Teórico
  • A medida que un fluido fluye por un conducto, ocurren pérdidas de energía por causa de la fricción que hay entre el liquido y la pared de la tubería. 
  • Perdida primaria: pérdidas que ocurren al momento del contacto del fluido con la superficie de la tubería y ocurre un rozamiento entre las particulas de fluido entre sí.
  • Para calcular las perdidas en tuberías se utiliza la ecuación de Darcy-Weisbach:
  • hL = perdida primaria de energía (m)
  • f = factor de fricción
  • L = Longitud (m)
  • v = velocidad (m)
  • g= gravedad (m/s^2)
  • D= Diámetro interno (m)
Equipos y procedimientos
  • Módulo Básico Gunt HM 150. Con bomba centrífuga sumergible de 250 W de potencia y caudal máximo de 150.
  • Módulo Gunt HM 150.01.
  • Jarra de aforo.
  • Cronómetro.
  • Módulo Gunt HM 150.01


  1. Instalar el Módulo HM 150.01 sobre el Módulo Básico HM 150, conectando la manguera de salida de la bomba en la tubería de empalme N° 9, y la manguera de salida del HM 150.01 al tanque del módulo básico. Precaución: Comprobar que el nivel de agua en el depósito de la bomba, cubra la totalidad de la bomba sumergible.
  2. Cerrar las válvulas N° 10 y 11, del depósito vertical. Abrir la válvula N° 7, del by pass para flujo turbulento y la válvula de salida N° 2. 
  3. Conectar las mangueras para medición de presión, desde la toma N° 12 hasta la entrada de alta presión del manómetro diferencial N° 5, y desde la toma N° 3 hasta la entrada de baja presión del manómetro diferencial.
  4. Poner en servicio la bomba, regulando el caudal con la válvula de salida de la bomba, de tal forma que se establezca una diferencia de presión aproximada de 0.2 Bar. Ajustar con más precisión utilizando la válvula N° 2. Anotar en la planilla el dato de presión.
  5. Medir el caudal tomando un volumen aproximado de 2 litros, en la jarra aforada, y contabilizando el tiempo empleado.
  6. Repetir el procedimiento tomando unas tres mediciones, aumentando el caudal con la válvula N° 2.
  7. Anotar los datos medidos durante la práctica y efectuar los cálculos indicados.
Datos

Cálculos y resultados


  Análisis de resultados 

  • Se puede observar que para cada dato de tiempo la presión es la misma, y el cada caudal es casi idéntico.
  • El factor de fricción experimental y teórico son cercanos pero no llegan a ser parecidos lo que quiere decir que el factor de fricción teórico es mayor que el experimental, esto hace referencia a que puede considerarse mas preciso el calculo experimental.
  • Observando el mayor tiempo se puede ver que, a mayor tiempo, la velocidad, el caudal y el valor de Reynolds es menor pero el coeficiente de fricción tanto experimental como teórico es mayor, esto se puede dar debido a que a mayor tiempo el contacto que hace el fluido con la tubería es mayor generando mas perdidas de energía por fricción.

  Conclusiones

  • A mayor tiempo mayor sera el factor de fricción.
  • A mayor tiempo menor sera el caudal, la velocidad y Reynolds.
  • A mayor velocidad el factor de fricción experimental sera menor .
  • Al ser flujo turbulento todos los datos son más altos respecto a los flujos laminares debido a la inestabilidad y, valga ta redundancia, a la turbulencia que presenta el flujo. 

  Anexos









Bibliografía

  • https://alojamientos.uva.es/guia_docente/uploads/2012/389/51453/1/Documento6
  • http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoentuberias/fricci%C3%B3n/fricci%C3%B3n.htm
  • http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/flujoentuberias/confinado/confinado.htm

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