Hidráulica y Laboratorio – Laboratorio sistema de tuberías

Hidráulica y Laboratorio – Laboratorio sistema de tuberías

Hidráulica y Laboratorio – Laboratorio sistema de tuberías

Castillo Torres Carolina

Susa Marín Danna Alejandra

Gómez Solano Michel Dayanna

Mendoza Salazar Manuel Lino

Faculta de Ingeniería Ambiental y Civil

Bustos Henry

Universidad Antonio Nariño

Bogotá D.C Sede Sur

Hidráulica y Laboratorio

Marzo 2023

Resumen

La práctica de laboratorio fue realizada en la universidad Antonio Nariño en la sede circunvalar en el laboratorio de hidráulica, el día sábado 18 de marzo del año 2023. La práctica se materializó en el banco de prueba pérdidas por accesorios; los estudiantes tomaron distintas tuberías, entre ellas lisas, rugosas y con distintos diámetros, así mismo, en la segunda parte del laboratorio los estudiantes realizaron un aforo con accesorios y tubería a diferencia de la primera parte en donde solo se tuvo en cuenta la tubería, esto con el fin de encontrar el coeficiente de fricción y las pérdidas por fricción a partir de los datos tomados.  

Abstract

The laboratory practice was carried out at the Antonio Nariño University at the ring road in the hydraulics laboratory, on Saturday, March 18, 2023. The practice materialized in the accessory loss test bench; The students took different pipes, including smooth, rough and with different diameters, likewise, in the second part of the laboratory the students made a gauging with accessories and pipe, unlike the first part where only the pipe was taken into account. this in order to find the coefficient of friction and friction losses from the data taken.

Tabla de contenido

1        Introducción        9

2        Objetivos        10

2.1        Objetivos general        10

2.2        Objetivos específicos        10

3        Marco teórico        11

3.1        Fluido        11

3.2        Sistema de tuberías        11

3.2.1        Sistemas de tubería en serie        12

3.2.2        Sistema de tubería en paralelo        13

3.3        Pérdidas en las tuberías        13

4        Ecuaciones Utilizadas        15

4.1        Ecuación de caudal        15

4.2        Ecuación regla de 3        15

4.3        Ecuación del área        15

4.4        Ecuación de velocidad        15

4.5        Ecuación de Bernoulli        16

4.6        Ecuación de perdidas        16

5        Metodología        17

6        Descripción de la práctica de laboratorio        18

6.1        Toma de Datos de las Presiones en los Tubos        18

6.2        Cálculos de áreas        19

6.3        Cálculos de velocidades        20

6.4        Sustraer de las tablas el factor de fricción para cada diámetro        21

6.5        Hallar la rugosidad específica        22

6.6        Calcular las pérdidas por fricción        22

6.7        Calcular perdidas en tubería y accesorios        24

7        Análisis de resultados        26

8        Conclusiones        27

9        Bibliografía        27

10        Anexos        28

Índice de ilustraciones

Ilustración 1. Fluidos en tuberias        11

Ilustración 2. Sistema de tubería        12

Ilustración 3. Sistema de tubería en serie        12

Ilustración 4. Sistema de tubería en paralelo        13

Ilustración 5. Perdidas en tuberías        14

 Índice de tablas

Tabla 1. Aforo de tiempos        18

Tabla 2. Presiones en Mpa de los aforos sin accesorios        19

Tabla 3. Presiones en Mpa de los aforos sin accesorios        19

Tabla 4. Cálculo de áreas de las tuberías con aforo sin accesorios        19

Tabla 5. Cálculo de áreas de las tuberías con aforo con accesorios        20

Tabla 6. Cálculo de velocidades de las tuberías con aforo sin accesorios        20

Tabla 7. Cálculo de velocidades de las tuberías con aforo con accesorios        21

Tabla 8. Factor de fricción para las tuberías sin accesorios obtenido en las tablas        21

Tabla 9. Factor de fricción para las tuberías antes de los accesorios, obtenido en las tablas        22

Tabla 10. Factor de fricción para las tuberías después de los accesorios, obtenido en las tablas        22

Tabla 11. Pérdidas en el sistema de tuberías por fricción ecuación de Bernoulli        23

Tabla 12. Perdidas por fricción de los aforos sin accesorios ecuación de perdidas        23

Tabla 13. Pérdidas de energía en los aforos con accesorios ecuación de perdidas        24

Tabla 14. Pérdidas de energía en los aforos con accesorios ecuación de Bernoulli        25

1. Introducción

El presente informe de laboratorio da como resultado el estudio de las pérdidas de energía por fricción entre un fluido, en este caso agua y la tubería; durante la práctica se tuvo en cuenta la tubería lisa y la tubería rugosa, con el fin de obtener el coeficiente de fricción de cada una y notar las diferencias entre ellas.

Las pérdidas de presión entre dos puntos del sistema hidráulico son el resultado de las pérdidas de energía en el momento en el que un fluido fluye por algún medio, (entiéndase por medio algún tipo de conducto o tubería) debido a la fricción entre estos dos. También existen pérdidas por accesorios que necesarios en estos tipos de sistemas, accesorios que ayudan ya sea a cambiar de dirección el flujo o a su contención entre otras. Esta práctica de laboratorio se dividió en dos partes practicas donde para la primera se tomó solo las pérdidas de fricción a lo largo de la tubería recta, y la segunda parte se compuso de las pérdidas de presión en dos tramos de tubería recta por perdidas de fricción y un accesorio especifico, a continuación, se muestran los resultados de dichas prácticas y su respectivo análisis.

1. Objetivos

1. Objetivos general

Estudiar el comportamiento de las pérdidas de presión y energía en un sistema hidráulico por fricción y por accesorios en sistemas controlados.

1. Objetivos específicos

• Conocer las pérdidas de presión entre dos puntos de un sistema hidráulico únicamente por fricción, así como las magnitudes de estas pérdidas.
• Identificar las pérdidas de presión en sistemas hidráulicos por fricción y por accesorios, obteniendo mayor información en el comportamiento de todos los elementos.
• Identificar en qué sistemas existen pérdidas por fricción, en cuales son por accesorios y en qué sistemas son por ambas y como se presentan en la cotidianidad.

1. Marco teórico

1. Fluido

Son sustancias que adaptan la forma de su contenedor y que además no son capaces de tolerar fuerzas cortantes. Algunos de los fluidos, gracias a sus propiedades físicas y químicas son comprimibles hasta cierto punto.

Los fluidos pueden ser líquidos o gases, estos tienen características diferentes, por ejemplo, los líquidos no son comprimibles y ocupan un volumen específico, mientras que los gases no ocupan un volumen específico puesto que sus partículas se expanden hasta ocupar toda el área de su contenedor, pero los gases si son comprimibles; así que el proceder de un fluido al momento de fluir tiene características distintas y estas dependen entre otras cosas de sus propiedades. (Giles, Evett, & Liu, 1994)

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