INFORME DE LABORATORIO N° 3 PERDIDA DE CARGA EN TUBERIAS

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UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA

Facultad De Ingeniería

Ingeniería Civil

INFORME DE LABORATORIO N° 3

PERDIDA DE CARGA EN TUBERIAS

ELABORADO POR:

OSWALDO JOSE PEDRAZA VELEZ

COD:2016115174

PRESENTADO A:

Ing. CARLOS CUELLO JIMENEZ

OBJETIVOS

Objetivo General

• Determinar la pérdida de carga en tuberías

Objetivos Específicos

• Determinar la pérdida de carga por fricción en una tubería
• Determinar la pérdida de carga por accesorios en una tubería
• Hallar el coeficiente de fricción de la fórmula de Darcy-Weisbach
• Encontrar el coeficiente C de la fórmula de Hazen-Williams

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

Cuando un líquido fluye por una tubería, experimenta perdidas en su carga o energía por diferentes causas. Entre estas las más importantes son:

1. Pérdida de carga por fricción o rozamiento (), también llamada perdida de carga longitudinal, porque ocurre en toda la longitud de la tubería; generalmente representa la perdida de carga principal de una tubería y cuando esta es de gran longitud a veces se desprecia las demás pérdidas de carga, pues sus valores se hacen insignificantes comparados con este.[pic 5]

La pérdida de carga por fricción viene dada por la fórmula de Darcy-Weisbach

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La cual expresa que la pérdida de carga por fricción es directamente proporcional a la longitud de la tubería; para un flujo turbulento, directamente proporcional al cuadrado de la tubería y que además depende del material del que está construido y el estado de esta.

Al factor de fricción f se le conoce como coeficiente de fricción o rozamiento de la tubería y la determinación de su valor adecuado es decisivo en la confiabilidad de los resultados obtenido en los cálculos relativos a tuberías.

1. Pérdidas de carga menores o locales en tubería

Las pérdidas de carga menores o locales en tubería son las que ocurren en un lugar específico de la tubería. Todo lo que representa un obstáculo al paso del agua genera una pérdida de carga. Las pérdidas de carga local pueden llegar a ser significativas si la tubería es corta y tiene muchos accesorios o codos, como por ejemplo, en un laboratorio.

Las pérdidas de carga locales generalmente tienen como fórmula para determinar su valor, un coeficiente de pérdida k, multiplicado por la carga de velocidad en la tubería; o sea:  [pic 7]

De tal forma, que para calcular la totalidad de las pérdidas locales, basta con sumar los coeficientes de pérdida para cada una de ellas y luego multiplicar por la carga de velocidad.

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Las pérdidas de cargas menores también se pueden expresar en términos de la longitud equivalente de tubería, añadiendo la longitud real de la tubería, un tramo hipotético, que produzca por rozamiento, una pérdida equivalente a la totalidad de las pérdidas locales.

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EQUIPOS Y MATERIALES

• Tablero de pérdidas

Es un equipo conformado por una serie de tuberías paralelas, con distintos accesorios conectados a un manómetro diferencial de mercurio, por lo cuales circula agua, impulsada por una bomba centrífuga, a través de un sistema de flujo cerrado.

Está conformado por:

1. Un tanque de suministro y depósito de agua al sistema de bombeo
2. Motobomba centrífuga
3. Un tanque de aforo volumétrico
4. Un sistema de tuberías, compuesto por 8 tuberías horizontales, que descargan al tanque de aforo y dos tuberías verticales, una de suministro y la otra de descarga
5. Un manómetro diferencial de mercurio
6. Dos columnas de toma de presión conectadas a la entrada y salida de cada tubería
7. Dos tuberías de purga conectadas entre a los extremos de la columna manométrica y el tanque de succión de la bomba

PROCEDIMIENTO

• Antes de iniciar la operación del equipo, verifique que el tanque de succión de la bomba esté lleno de agua hasta un 90% de su capacidad.
• Que todas las tomas piezométricas estén en posición de cerrado.
• Que todas las válvulas de descarga de las tuberías se encuentren cerradas.
• Todas las demás válvulas de las tuberías en posición de abertura total.
• Dé arranque a la motobomba.
• Abra lentamente las válvulas de descarga de las tuberías.
• Abra las válvulas de purga colocadas en el tanque de succión.
• Abra y cierre las válvulas de presión.
• Cierre todas las válvulas de descarga, excepto la de la tubería con la que va a trabajar.
• Cierre todas las válvulas de presión excepto para la tubería de trabajo.
• Verifique que no existan burbujas de aire en el manómetro ni en las tuberías de purga.
• Tome el diámetro del recipiente colector.
• Abra completamente la válvula de descarga de la primera tubería.
• Abra las tomas piezométricas y mida la deflexión del manómetro.
• Tome el tiempo y la altura h del piezométro, y anote sus valores en la respectiva tabla. Haga 5 mediciones para cada caudal.
• Cierre parcialmente la válvula de descarga de la tubería y anote nuevamente los valores de z, t y h.
• Repita nuevamente el procedimiento anterior tomando 3 caudales para la primera tubería. Para las tuberías siguientes, tome únicamente un caudal.

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Tablero de pérdidas. Sistema de tuberías

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Manómetro diferencial

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Cilindro de almacenamiento

ECUACIONES A TRABAJAR:

• Ecuación de la energía:

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• La magnitud de las pérdidas de energía que produce la fricción del fluido, las válvulas y accesorios, es directamente proporcional a la carga de velocidad del fluido. Esto se expresa en forma matemática así:

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• Por manometría, se obtiene:

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• Área del cilindro

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• Área de la tubería

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• Caudal promedio

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• Velocidad promedio

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• Longitud de las tuberías 1,2,3 y 4 = 2,06m

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