Perdidas En Accesorios

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

Grupo: Los Malamén

NOMBRES: Franklin Santiago Martínez Chuquimarca

Víctor de Jesús Vera Bermeo

Daniel Fernando Jurado Caiza

Dennis Alfredo Lizaldes Loayza

TÍTULO DE LA PRÁCTICA: Pérdidas en accesorios

Historial de laboratorio.- martes 29 de mayo el grupo se dirigió al laboratorio para reconocimiento del equipo a las 11:00 am

Fecha y Hora de coloquio.-31 mayo 2012 hora 13:00

Fecha y hora de la realización de la práctica.- 31 mayo 2012 hora: 13:15

Fecha y hora de entrega de la práctica.-

Observaciones: Al inicio de la práctica se encontraba todo el grupo, pero debido a un asunto personal de un integrante del grupo el cual se ausento por unas dos horas la práctica fue realizada por tres integrantes, pero al terminar la práctica todos los integrantes nos encontrábamos presentes

Índice

1. TEORÍA EN GENERAL. 4

1.1. ACCESORIOS. 4

1.1.1. VÁLVULA 4

1.1.2. VÁLVULAS DE BOLA 4

1.1.3. CODOS. 4

1.1.4. VENTURÍMETRO 5

1.1.5. TUBO PITOT 5

1.2. LAS PÉRDIDAS SINGULARES 6

1.3. ENSANCHAMIENTO BRUSCO. 6

1.4. CONTRACCIÓN BRUSCA. 7

1.4.1. SALIDAS DE ESTANQUES. 8

1.5. COEFICIENTES PARA PÉRDIDAS EN ACCESORIOS Y CODOS 9

2. CONOCIEMIENTO DEL EQUIPO 11

2.1. DESCRIPCION DE EQUIPO 11

2.2. ESQUEMA DEL EQUIPO 13

2.3 EQUIPOS UTILIZADOS 14

3. EQUIPOS MODERNOS 14

3.1. Características del equipo 16

4. CUADRO DE DATOS 16

5. TEORIA APLICADA AL EQUIPO 17

6. EJEMPLO DE CÁLCULO 18

6.1. CODO EN U 18

6.2. CODO 90° RADIO NORMAL 18

6.3. CODO 90° RADIO LARGO 18

6.4. VÁLVULA DE COMPUERTA 18

6.5. ENSANCHAMIENTO 19

6.6. CONTRACCIÓN 19

6.7. PLACA ORIFICIO 19

6.8. TUBO VÉNTURI 20

6.9. VÁLVULA DE ESFERA 20

6.10. VÁLVULA DE GLOBO 21

7. CUADRO DE RESULTADOS 21

8. GRÁFICOS 25

9. CONSLUSIONES Y RECOMENDACIONES 34

10. BIBLIOGRAFÍA 35

11. ANEXO 37

1. TEORÍA EN GENERAL.

1.1. ACCESORIOS.

1.1.1. VÁLVULA

Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.

1.1.2. VÁLVULAS DE BOLA

Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto

Figura 1. Válvulas de bola

1.1.3. CODOS.

Son accesorios de forma curva que se utilizan para cambiar la dirección del flujo de las líneas tantos grados como lo especifiquen los planos o dibujos de tuberías. Los codos estándar son aquellos que vienen listos para la pre-fabricación de piezas de tuberías y que son fundidos en una sola pieza con características especificas y son:

Figura 2. Codos estándar de 45°. Codos estándar de 90°. Codos estándar de 180°. Vertedero

Los vertederos son utilizados, intensiva y satisfactoriamente, en la medición del caudal de pequeños cursos de agua y conductos libres, así como en el control del flujo en galerías y canales.

1.1.4. VENTURÍMETRO

El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por él un fluido. En esencia, éste es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos cónicos.

La presión varía en la proximidad de la sección estrecha; así, al colocar un manómetro o instrumento registrador en la garganta se puede medir la caída de presión y calcular el caudal instantáneo, o bien, uniéndola a un depósito carburante, se puede introducir este combustible en la corriente principal.

Figura 3. Venturímetro

1.1.5. TUBO PITOT

Cuando un fluido en movimiento es obligado a pararse debido a que se encuentra un objeto estacionario, se genera una presión mayor que la presión de la corriente del fluido. La magnitud de esta presión incrementada se relaciona con la velocidad del fluido en movimiento. El tubo pitot es un tubo hueco puesto de tal forma que los extremos abiertos apuntan directamente a la corriente del fluido. La presión en la punta provoca que se soporte una columna del fluido. El fluido en o dentro de la punta es estacionario o estancado llamado punto de estancamiento.

Figura 4. Tubo Pibot

1.2. LAS PÉRDIDAS SINGULARES

Son aquellas que se asocian a singularidades o piezas específicas en un sistema de tuberías, que producen cambios en la dirección, velocidad, etc., del flujo.

La manera de cuantificar las pérdidas singulares es principalmente empírica. Se considera que éstas son proporcionales a la altura de velocidad del flujo. La constante de proporcionalidad es conocida como coeficiente de pérdida singular y su valor depende de las condiciones de la singularidad: radio de giro en el caso de curvas, relación entre las áreas de escurrimiento antes y después de los ensanches o contracciones, etc.

La pérdida que se produce en cualquier singularidad se puede expresar como:

[1]

El coeficiente de pérdida K es prácticamente constante para una geometría de flujo dada, aunque tiende a aumentar cuando aumenta la rugosidad o cuando disminuye el número de Reynolds, pero estas variaciones son de muy poca importancia para flujo turbulento. Básicamente, el valor del coeficiente de pérdida es una función de la geometría del flujo, es decir, por la forma de la obstrucción o del accesorio.

1.3. ENSANCHAMIENTO BRUSCO.

Sea una tubería de diámetro D1 que sufre una expansión brusca a una tubería de diámetro D2 como se muestra en la figura.

Figura 5. Ensanchamiento brusco

Para encontrar la magnitud de la pérdida en la expansión, se deben considerar las siguientes hipótesis:

La presión en la sección de separación es la misma que en la cañería más pequeña.

Se desprecian las pérdidas fricciónales.

Aplicando la Ecuación de Cantidad de Movimiento:

[2]

Se obtiene la Ecuación de Borda:

[3]

De la Ecuación de Continuidad y Borda se obtiene finalmente:

[4]

Luego, el coeficiente K, que se aplica a la tubería pequeña de diámetro D1 está dado por:

[5]

Entrada a un depósito.

Figura 6. Esquema de un Depósito

1.4. CONTRACCIÓN BRUSCA.

El flujo se caracteriza por la aparición de una vena contracta hacia aguas abajo del estrechamiento, la pérdida no se produce en el estrechamiento, sino que en la expansión.

La conversión de energía de presión en energía cinética es muy eficiente, no así el proceso inverso.

Figura 7. Contracción brusca

Se tiene que la pérdida entre 1 y 0 es mucho menor que la pérdida entre 0 y 2, luego, aplicando la Ecuación de Borda y Ecuación de Continuidad al sistema de la figura, se tiene:

[6]

Donde:

Cc: coeficiente de contracción y corresponde al área del escurrimiento de la sección “0” dividido por el área de la sección “0”.

[7]

1.4.1. SALIDAS DE ESTANQUES.

Los coeficientes de pérdida dependen de la forma de la salida:

Figura 8. Salida de Estanques

1.5. COEFICIENTES PARA PÉRDIDAS EN ACCESORIOS Y CODOS

[http://www.profesores.frc.utn.edu.ar/industrial/InstalacionesIndustriales/Art_Interes/Tema8.pdf]

[http://es.scribd.com/doc/38505744/61/VI-3-5-1-3-Perdidas-por-Accesorios]

[STREETER Víctor, WYLIE Benjamín/ Mecánica de los Fluidos/ Novena Edición/ McGraw-Hill/Pág.300]

[http://www.miliarium.com/Prontuario/MedioAmbiente/Aguas/PerdidaCarga.asp]

2. CONOCIEMIENTO DEL EQUIPO

2.1. DESCRIPCION DE EQUIPO

El equipo ha sido diseñado para realizar una detallada investigación de flujo incompresible por tuberías cerradas. No solo se demuestran así los principios hidráulicos, sino que también es posible hacer una distribución cuantitativa de las pérdidas de presión. El equipo estándar permite la investigación de las pérdidas de presión que ocurren en tuberías rectas de distintos diámetros; así como también en codos, y gran diversidad de válvulas.

Este equipo consta de cuatro tubos de cobre de los siguientes diámetros; 1/2, 3/4, 1, 1 1/4, pulgadas y de un largo de 16 pies. Con el fin de permitir una comparación en las pérdidas de presión que ocurren en los tubos de distinto material, debido al diferente valor de la rugosidad “e “, se provee un tubo adicional de hierro galvanizado, con un diámetro nominal interior igual a uno de los tubos de cobre. Las válvulas de control permiten dirigir el

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