GUIA DE PARCTICA Nº 3 PERDIDAS DE CARGA EN TUBERIAS
Enviado por juank4535 • 10 de Octubre de 2013 • Prácticas o problemas • 1.696 Palabras (7 Páginas) • 509 Visitas
GUIA DE PARCTICA Nº 3 PERDIDAS DE CARGA EN TUBERIAS
FLUJO INTERNO
1. OBJETIVOS:
OBJETIVO GENERAL :
Evaluar las perdidas secundarias en un fluido en flujo interno a través de un conjunto de tuberías y accesorios en función de la caída de presión.
OBJETIVOS ESPECIFICOS :
• Determinar las perdidas locales o secundarias dentro de codos de 90º, contracciones , ensanchamientos e inglete dentro de un banco de tuberías.
• Calcular el margen de error entre la constante del accesorio calculado experimentalmente y el teórico.
• Conocer la simbología de redes de flujo interno.
2. FUNDAMENTO TEORICO :
Los fluidos en movimiento o flujo interno forman parte básica para la producción de servicios dentro de las actividades industriales , residenciales y comerciales. Al Ingeniero en Energía le compete el tratamiento adecuado de la conducción de flujos bajo conceptos de optimización económica, técnica, ambiental y de estética.
La aplicación de la Ecuación de Bernoulli para fluidos reales , entre 2 secciones de un mismo tramo de tubería es :
Donde :
Donde :
hfp = es la sumatoria de perdidas primarias o longuitudinales.
hfs = Perdidas secundarias o, locales por accesorios.
Al hablar de perdidas en tuberías nos lleva a estudiar los flujos internos que sean completamente limitados por superficies solidas con un grado d rugosidad según el material del cual están fabricadas.
Este flujo es muy importante de analizar ya que nos permitirá diseñar las redes de tuberías y sus accesorios más óptimos.
Las pérdidas de energía que sufre una corriente cuando circula a través de un circuito hidráulico se deben fundamentalmente a :
• Variaciones de energía potencial del fluido.
• Variaciones de energía cinética.
• Rozamiento o fricción.
PERDIDAS PRIMARIAS :
LLamadas perdidas longuitudinales o pérdidas por fricción , son ocasionadas por la fricción del fluido sobre las paredes del ducto y se manifiestan con una caída de presión.
Empíricamente se evalúa con la formula de DARCY WEISBACH:
Donde :
L = longitud de la tubería.
D = Diámetro de la tubería.
V= velocidad media del flujo.
f= factor de fricción de la tubería.
De donde el factor de fricción de la tubería depende del Número de Reynolds ( Re) y de la rugosidad relativa (L/D) . Para esto se hace uso del Diagrama de Moody. Básicamente las Pérdidas primarias son directamente proporcionales a la longuitud de la tubería.
PERDIDAS SECUNDARIAS :
También conocidas como perdidas locales o puntuales , las cuales son originadas por una infinidad de accesorios que se ubican dentro de un sistema de tuberías , como por ejemplo :
Válvulas.
Codos.
Niples.
Reducciones.
Ensanchamientos.
Uniones universales.
Etc.
La expresión para evaluar las perdidas secundarias ( en metros de columna del fluido) es la siguiente :
Donde K es la constante para cada accesorio y depende del tipo de accesorio , material y diámetro.
Luego la longitud equivalente será :
La longitud equivalente se puede hallar en manuales y libros.
En el equipo FME-05 de pérdidas de carga local estudia las pérdidas de energía cinética de un fluido que circula por una tubería. Estas se deben principalmente a variaciones bruscas de velocidad causadas por :
• Cambios bruscos de sección.
• Perturbación del flujo normal de la corriente , debido a cambios de dirección provocadas por la existencia de un codo , curva , etc.
• Rozamiento o fricción.
Las pérdidas de carga que sufre un fluido al atravesar todos los elementos expresada en metros del fluido , puede calcularse con la siguiente expresión :
Donde :
K = coeficiente de pérdidas de carga.
V= velocidad del fluido.
∆h = diferencia de altura manométrica.
g= gravedad.
ENSANCHAMIENTO SUBITA :
Al fluir un fluido de un conducto de menor a uno mayor a través de una dilatación súbita, su velocidad disminuye abruptamente, ocasionando una turbulencia que genera una pérdida de energía. La cantidad de turbulencia, y por consiguiente, la cantidad de pérdida de energía, depende del cociente de los tamaños de los dos conductos.
La perdida menor se calcula de la ecuación:
Donde v1 es la velocidad de flujo promedio en el conducto menor que está delante de la dilatación. Al hacer ciertas suposiciones de simplificación respecto del carácter de la corriente de flujo al expandirse a través de una dilatación súbita, es posible predecir analíticamente el valor de k a partir de la siguiente ecuación:
=
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