Practica N°4 Pérdidas por fricción en Accesorios

1)OBJETIVOS

Determinar las pérdidas por fricción en accesorios tipo codos, Tés, etc.

- Determinar experimentalmente el valor promedio de las constantes para cada uno de los

aditamentos utilizados: codos de 90°, codos de 45°, Tés u otros accesorios.

- Comparar los resultados obtenidos con los reportados por literatura.

- Calcular la longitud equivalente de cada uno de los codos, tés, etc. Y comparar los datos

con los hallados en la bibliografía.

·     2) MARCO TEORICO

PÉRDIDAS PRIMARIAS

Las perdidas primarias son aquellas que se produce cuando en una tubería se hace circular un fluido, el cual lleva una velocidad que depende tanto de la energía cinética, como de su viscosidad  , que se produce por el constante roce con las paredes de está produciendo así una disminución en la velocidad debido al constante roce entre el material de la tubería y el fluido que este contenga, entre mayor sea la velocidad de dicho fluido, mayor será el flujo turbulento que se presente y con esto aumentara el roce dentro de la tubería, cabe resaltar que estas pérdidas dependen de la longitud de la tubería.

Las perdidas primarias se pueden calcular por medio de la ecuación de Darcy- Weisbach 

PÉRDIDAS SECUNDARIAS

Las perdidas secundarias son aquellas que se producen debido a ciertos accesorios que provocan un estrechamiento o expansiones del flujo, entre estos accesorios podemos encontrar codos estándar, de calle 45°, radio de largo 90° , válvulas de globo, compuerta, verificación, de bola, mariposa, ángulo, entre otros. Calcular este tipo de perdidas es importante para poder diseñar diferentes tipos de instalaciones en diferentes campos como lo son sistemas de refrigeración, aire acondicionado, redes de suministro de agua entre otros, se puede calcular mediante la siguiente formula.

3)EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y/O MATERIALES:

Banco de fluidos con las siguientes características:

- En la parte superior del banco hay instaladas 5 líneas de tuberías, tres metálicas y dos

plásticas.

- A continuación existe una línea de tubería plástica con tres válvulas y una serie de

accesorios.

- Luego hay instalada otra tubería plástica, con dos medidores de caudal y otra serie de

accesorios, codos de 90°, codos de 45°, Tés con flujo a través de un tramo, Tés con flujo a

través de un ramal.

- En la parte izquierda del Banco está instalado el medidor principal de caudal y la columna

manométrica de tipo líquido y hay disponibilidad para la medida de la presión con tubos

Bourdon.

- En la parte inferior del Banco está la bomba y el depósito de agua, allí se encuentra losswitch de prendido y apagado.

Cada subgrupo dispone de:

- Dos cronómetros.

- Dos beakers plásticos de 1000 mL.

- Dos probetas de 2000 cm3

.

MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS:

5) calculos

6) ANÁLISIS Y RESULTADOS

segun lo hablado en el laboratorio  se obtendrian errores enormes debido  la antiguedad del equipo y el poco mantenimento que se le realiza pero q nos permite observar  el movimiento  del flujo de agua por este  sistema. ademas  de que teniamos perdias de agua en una d elas conecciones del sistema el cual goteaba

ademas sin contar que el agua tratada en el sistema estaba muy sucia y por dentro   las tuberias  estaban sucias .no tuimos  encuanta la viscosidad de esta agua sucia  al poco tiempo que se tenia  en la elaboracion del expermento,

Aunque se observo una  medida respetable d ela velocidad en cada uno delos accesorios y del caudaleen cada punto de ellos pero que se fue descuadrando alas fugas que el sistema tenia .

sin tener la oportunidad de una  correcta  medición por parte de este manomero y haber la debida comparación .

7)CONCLUSIONES

aunque nose pudo obtener los resultados deseados pudimos observar  de  un sistema  variado de accesorios  y tuberías  que nos ayudo  demasiado en la observación de el movimiento del fluido y como es afectado por cada tipo de accesorio  haciendo que pueda aumentar y disminuir su caudal

aunque la verdadera obserbacion es  el mantenimiento que se le dio  en  todos los sistemas para  el traspaso de fluido de un punto  otro , no se sabría  decir   que  fue el correcto., ya q puede intuirse que este sistema puede tener grandes errores  ante la  comparación de de los K teóricos y experimentales 

conocer bien el  motor que no ayudara a transortar el fluido ya que no todos podran suplir las necesidades que tengamos para el sistema  diseñar .

8)BIBLIOGRAFIA

·         Mott, R. L., Enríquez Brito, J., & León Cárdenas, J. (2006). Mecánica de fluidos. México: Pearson Educación.

·         Shames, I. H., Moneva, J. M., & Crusells, S. P. (1967). La mecánica de los fluidos (Vol. 1). McGraw-Hill.

·         www.academia.edu. (4 de 11 de 2015). Obtenido de http://www.academia.edu/7178592/5_3_Perdidas_primarias_y_secundarias_en_tuberia

(www.academia.edu, 2015)

Practica N°3.Pérdidas por fricción en Tuberías, con Flujo Laminar.

1)OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

•  Por medio de datos experimentales y teóricos del gamma Determinar el flujo en el que se encuentra la tubería.
•  Determinar si el flujo es laminar o turbulento basándose en el caudal.
• Obtener diferente valores experimentales  para hallar el factor de fricción, por medio de diferentes opciones ya sea por formulas o analizando el diagrama de moody.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

•         Determinas las perdidas primarias con flujo laminar y turbulento.
•          Determinar el factor de Fricción experimental del tubo
•     Comparar el factor de fricción experimental con el teórico

2)MARCO TEORICO

El flujo es la cantidad de fluido que se suele transportar en un tiempo determinado. Industrialmente podemos encontrar tuberías interconectadas con muchos puntos con caudales tanto entrantes como salientes de la misma manera se pueden hallar en serie o en paralelo.

Las pérdidas primarias se producen cuando el fluido se pone en contacto con la superficie de la tubería, esto provoca que se rocen unas capas con otras (flujo laminado) o de partículas de fluidos entre sí (flujo turbulento), provocando una disminución de energía por la fricción  realizada sobre las paredes de la tubería, estas pérdidas dependen inicialmente de la viscosidad del fluido con el que se esté trabajando, Las válvulas y accesorios se encargan de controlar la dirección o el flujo volumétrico del fluido generando turbulencia local en el fluido, esto ocasiona una pérdida de energía que se transforma en calor.

Imagen 1. Representación del flujo laminar y turbulento.

El cálculo de las perdidas puede efectuarse por la ecuación de Darcy-Weisbach, que establece:

·         h_l= Perdida primaria de energía (m)

·         l= Factor de fricción.

·         L= longitud de la tubería.

·         v= Velocidad promedio en la sección transversal del conducto (m/s).

·         g =Aceleración de la gravedad, 9.81 (m/s²)

3)

4)PROCEDIMIENTOS

5)CÁLCULOS Y RESULTADOS

DATOS
Temperatura del agua	17 °C
Densidad	999 Kg/m3
Peso especifico	9800 N/m3
Viscosidad cinemática	1,08x10-6  m2/s
Diámetro interior  tubo	0,003 m
Área interior tubo	7,07x10-6 m2
Longitud de la tubería	0,4 m

6)ANÁLISIS DE DATOS

Por medio de la práctica en la cual se realizaron dos experimentos cada uno con un caudal y velocidad diferente provocando una caída de presión en cada uno de los experimentos , con el fin de demostrar que uno de ellos  era laminar y  otro transitorio

Para el primer experimento se calculó el número de Reynolds en el cual nos dio un resultado de 5500.55 y que al ser comparado con la información teórica nos muestra que si se cumple que este en el rango RE>4000  lo que pertenece al criterio de flujo turbulento; para segundo experimento se obtuvo 1042.511 cuyo dato se encuentra en el flujo  laminar pues este se da cuando se presentan  Reynolds menores  a 2000. respecto a los teóricos estos dos datos de cada régimen se determinaron gracias al diagrama de  Moody pues el régimen laminar como no es mayor de 2000 se puedo calcular con la formula dada en el que se trata de  hallar la razón entre 64 y el número de Reynolds obtenido.

7)CONCLUSIONES

·         Podemos ver que comparando las perdidas primarias teóricas con las experimentales presentan una gran diferencia debido a ciertos parámetros que tal vez no se toman en cuenta o tal vez errores de medición en el laboratorio.

·         En cuanto a los factores de fricción nos damos cuenta que la diferencia entre el experimental y el teórico es cercana a cero por lo que podemos decir con certeza que las mediciones de este en el laboratorio fueron acertadas.

·         Se pudo demostrar por medio de la experimentación la diferencia entre el flujo laminar y turbulento  determinado varios parámetros como los que se muestran en el análisis de resultados. 

   
8) BIBLIOGRAFIA

·         Mott, R. L., Enríquez Brito, J., & León Cárdenas, J. (2006). Mecánica de fluidos. México: Pearson Educación.

·         World Health Organization. Guidelines for drinking-water quality Volume 1 Recommendations. Geneva, 1993. DIAGRAMA DE MOODY.

·         Shames, I. H., Moneva, J. M., & Crusells, S. P. (1967). La mecánica de los fluidos (Vol. 1). McGraw-Hill.

practica N°2 Numero de Reynolds

NUMERO DE REYNOLDS

1)OBJETIVO GENERAL:

Analizar las características del Número de Reynolds.

2)OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Determinar los diferentes tipos de régimen de flujo de acuerdo a la variación de flujo volumétrico.
• Calcular de Número de Reynolds para diferentes prácticas, tomando diferentes caudales

   3) MARCO TEORICO

El comportamiento de un fluido, en particular en lo que se refiere a las pérdidas de energía, depende de que el flujo sea laminar o turbulento. Por esta razón, se necesita un medio para predecir el tipo de flujo sin tener que observarlo en realidad. Más aún, la observación directa es imposible para fluidos que van por tubos opacos. Se demuestra en forma experimental y se verifica de modo analítico, que el carácter del flujo en un tubo redondo depende de cuatro variables: la densidad del fluido p, su viscosidad η, el diámetro del tubo D y la velocidad promedio del flujo v.  

Osborme Reynolds fue el primero en demostrar que es posible pronosticar el flujo laminar o turbulento si se conoce la magnitud de un numero adimensional, al que hoy se le denomina número de Reynolds (Re). La ecuación siguiente muestra la definición básica del número de Reynolds:

Se debe tener en cuenta que el número  de Reynolds es adimensional y los rangos para saber con certeza si el flujo estudiado está se encuentra entre el rango laminar, de zona crítica o turbulento. Si el número de Reynolds es mayor que 4000, el régimen será turbulento. En el rango de número de Reynolds entre 2000 y 4000 es imposible predecir qué régimen existe; por tanto, le denominaremos región crítica y si se encuentra que el flujo en un sistema se halla en la región critica, la práctica usual es cambiar la tasa de flujo o diámetro del tubo para hacer que el flujo sea en definitiva laminar o turbulento. Si Re < 2000, el régimen es laminar. Si Re > 4000, el régimen es turbulento.

Como ejemplo de un movimiento laminar, mencionaremos un aceite lubricante, a pequeña velocidad por una tubería de pequeño diámetro y de sección constante en régimen permanente: este movimiento permanente y uniforme es laminar. Por otro lado, un ejemplo de flujo turbulento mencionaremos a un fluido poco viscoso, como el agua, a gran velocidad por una tubería de gran diámetro y de sección constante: este movimiento permanente y uniforme es turbulento.

      El movimiento en régimen laminar es ordenado, estratificado: el fluido se mueve como clasificado en capas que no se mezclan entre sí. El movimiento en régimen turbulento es caótico. Así el ejemplo del agua a gran velocidad se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se entrecruzan.

5    4)PROCEDIMIENTO

5)DATOS Y RESULTADOS

s    6)ANÁLISIS DE RESULTADOS 

• Por medio de esta practica se llevo a cabo  el análisis de regímenes turbulentos y laminar con el equipo  partiendo de caudales distintos y  tiempos.

• Para obtener los distintos regímenes es pertinente controlar el caudal con la que sale el fluido, pues de él depende el volumen, el tiempo y por tanto la velocidad, que a su vez influye en el número de Reynolds como tal. Lo que quiere decir que a caudales pequeños, se presentan velocidades pequeñas y es más probable encontrar un régimen laminar, por el contrario, para encontrar un régimen turbulento es necesario manipular un caudal alto, que a su vez presenta una alta velocidad y disparará el valor para el número de Reynolds.

• Gracias a datos obtenidos en el laboratorio como el caudal y tiempo, se puede comprobar la aplicación de uno de los números adimensionales de mayor importancia, puesto que relaciona las fuerzas inerciales con las viscosas, sin dejar de lado las pérdidas de energía que se presentan.

• Es necesario comentar la importancia de las sustancias empleadas, así como la interacción que se presenta entre ellas, siendo el azul de metileno un compuesto químico heterocíclico aromático y el agua una sustancia polar, se manifiesta una alta solubilidad entre ambas sustancias, lo que permite observar los diferentes flujos de manera más clara, puesto que en el laminar; el azul de metileno no se mezclara con el agua, en el turbulento; se evidencia la mezcla de las sustancias.

• Se resalta que no pudimos obtener un regimen turbulento  ya que la manipulacion dle caudal no fue la correcta para obtener ese regimen.

7)CONCLUSIONES 

• ·    Se comprendieron las características del Número de Reynolds al entender cómo se comporta un fluido al variar una de sus propiedades
•  Se determinaron los regímenes de flujo de acuerdo de la variación de caudal. Esto nos permite observar el movimiento de un fluido si está ordenado o desordenado
• Se determinaron varios Números de Reynolds para diferentes muestras, los cuales mostraban valores diferentes, esto porque se graduó el cauda
• En la práctica se observó que al manipular la válvula abriéndola de a poco a poco pudimos controlar el flujo y así analizar su comportamiento, además el No. de Reynolds nos es de gran ayuda para determinar el movimiento del flujo en el interior de una tubería

8)BIBLIOGRAFIA

•    (2005). Ensayo de Osborne Reynolds. http://www.gunt.de. Recuperado 24,04, 2015, de http://www.gunt.de/static/s4563_3.php#. Página 1 y2
•   Mott, Robert L.: MECÁNICA DE FLUIDOS SEXTA EDICIÓN. Pearson, 2006. Página 2
• (2005). Número de Reynolds. http://es.slideshare.net. Recuperado 24,04, 2015, de http://es.slideshare.net/CristianErrezRuque/nmero-de-reynolds Páginas 1-21.

practica N°1 de bernoulli

1.OBJETIVOS

1.           Demostración del principio de Bernoulli.
2. ·         Medición de presión a lo largo de un tubo de Venturi.
3. ·         Medición de la velocidad a lo largo de un tubo de Venturi.
4. ·         Medición de presión total con una sonda Pilot.
5. ·         Determinación de presión dinámica.
6. ·         Determinación de caudal mediante tubo Venturi
7.        Determinación del coeficiente de descarga en un tubo Venturi

2.MARCO TEORICO

El principio de Bernoulli, desarrolla la ecuación de Bernoulli la cual nos describe el comportamiento de la energía que se encuentra contenida en un fluido incomprensible que se mueve a lo largo de una corriente, demostrando así que la energía que contiene el fluido es constate durante su trayectoria, en el principio de Bernoulli encontramos tres tipos de energía:

1. Energía de flujo: Se define como la energía debida a la presión que tiene el fluido

2. Energía potencial: Se define como la energía resultante de la variación de la posición respecto a la altura de un objeto.

3. Energía Cinética: Se define como la energía provocada por la velocidad a la que valla el fluido.

En la anterior formula se observa un cambio de presión por un estrechamiento de una vía de flujo; en el flujo de alta velocidad a través de un estrechamiento, se debe incrementar la energía cinética, para equilibrar  la energía de presión

3.EQUIPOS E INSTRUMENTOS 

. Módulo GUNT HM 150.07

CRONOMETRO















4. PROCEDIMIENTO  

5. CALCULOS

TABLA 1

Datos experimentales de la  primera medición

 

DATOS TOMADOS DE LA PRIMERA MEDICIÓN
	PUNTO 1	PUNTO 2	PUNTO 3	PUNTO 4	PUNTO 5	PUNTO 6
hstat   (m)	0.2	0.185	0.035	0.125	0.135	0.145
htot  (m)	0.38	0.38	0.37	0.37	0.36	0.4

TABLA 2

Datos experimentales de la  segunda medición

DATOS TOMADOS DE LA SEGUNDA MEDICIÓN
	PUNTO 1	PUNTO 2	PUNTO 3	PUNTO 4	PUNTO 5	PUNTO 6
hstat   (m)	0.19	0.185	0.155	0.17	0.175	0.176
htot  (m)	0.5	0.41	0.4	0.42	0.4	0.4

Datos:

Densidad ρ _agua= 1000 Kg/mᶟ

Peso específico  γ _agua= 9810N/mᶟ

Gravedad g=9,81 m/s²

Áreas transversales del tubo Venturi:

Punto 1 = 3.38x10ˉ⁴ m²

Punto 2 = 2.33x10ˉ⁴ m²

Punto 3(garganta del Venturi) = 8.46x10ˉ⁵ m²

Punto 4 = 1.70x10ˉ⁴ m²

Punto 5 = 2.55x10ˉ⁴ m²

Punto 6 = 3.38x10ˉ⁴ m²

6 .TABLA DE RESULTADOS

Datos obtenidos de la  primera medición

hdin =hstat-htot

TABLA DE DATOS PARA LA MEDICIÓN #1
	PUNTO 1	PUNTO 2	PUNTO 3	PUNTO 4	PUNTO 5	PUNTO 6
hstat   (m)	0,2	0,185	0,035	0,125	0,135	0,145
htot  (m)	0,38	0,38	0,37	0,37	0,36	0,4
hdin (m)	0,18	0,195	0,335	0,245	0,225	0,255
v (m/s)	0,42305	0,61370	1,69021	0,84113	0,56075	0,42305
	0.009121	0.01919	0,1456	0.03606	0.01602	0.00912
Energía Total (m)	0.38	0.38	0.37	0.37	0.36	0.4

caudal segunda medición

TABLA DE DATOS PARA LA MEDICIÓN #2
	PUNTO 1	PUNTO 2	PUNTO 3	PUNTO 4	PUNTO 5	PUNTO 6
hstat   (m)	0.19	0.185	0.155	0.17	0.175	0,176
htot  (m)	0.5	0.41	0.4	0.42	0.4	0.4
hdin (m)	0.31	0.225	0.245	0.25	0.225	0.224
v (m/s)	0.21573	0.31295	0.86190	0.42892	0.28595	0.21573
(m)	0.00237	0.00499	0.03786	0.009376	0.004167	0.002372
energía Total (m)	0.5	0.41	0.4	0.42	0.4	0.4

7.GRAFICAS 

primera medicion

Presiones Totales	Presiones estáticas	Presiones Dinámicas
3.7278	1.962	1.7658
3.7278	1.81485	1.91295
3.6297	0.34335	3.28635
3.6297	1.22625	2.40345
3.5316	1.32435	2.20725
3.9240	1.42245	2.5155

segunda medicion

Presiones Totales	Presiones estáticas	Presiones Dinámicas
4.905	1.8639	3.0411
4,0221	1.81485	2.20725
3.924	1.502055	2.40345
4.1202	1.6677	2.4525
3.924	1.71675	2.20725
3.924	1.72656	2.19744

8 .ANALISIS DE DATOS

Durante el desarrollo de la práctica se evidencia de forma más tangible el principio de Bernoulli, puesto que en cada una de las mediciones se pretende obtener la energía total del fluido, para lo que se hace necesario determinar la presión dinámica y estática en cada uno de los puntos. Con el fin de encontrar la energía total del fluido se emplea la ecuación 3, teniendo en cuenta que el valor de z es cero puesto que todas las medidas se toman respecto al mismo punto de referencia, el valor del segundo término es la presión estática y el tercero la dinámica., lo que reduce el cálculo de la energía total a la sumatoria de la presión estática y dinámica en cada punto a lo largo del tubo 
Venturi 

Según dichos resultados se puede afirmar que el caudal real en cada una de las mediciones es inferior al teórico, esto se consigue explicar puesto que durante la ejecución de la práctica de laboratorio se pudieron cometer errores de tipo humano e instrumental, puesto que al observar la presión tanto estática o dinámica el observador pudo fallar, ya que el fluido no se quedaba completamente quieto, así que era pertinente sacar un promedio;  sin embargo, se debe resaltar que en algunos tubos quedaban burbujas de aire  lo cual nos retraso  un poco la practica y el detalles de la recopilación de los datos en la primera toma de datos pero sin afectar en la conclusión de estos.  

Se debe resaltar que dicho análisis es válido puesto que el fluido es el mismo, lo que quiere decir que tanto la viscosidad como la densidad es la misma, propiedades que están inmersas en el caudal.

Por otro lado, se demuestra que el cambio en la velocidad debido al área transversal, lo que traduce es un cambio en las energías para que la suma total permanezca constante, sin embargo, se observa una disminución a lo largo del tubo, lo que se puede explicar gracias a los factores nombrados inicialmente.

9 .CONCLUSIONES

• De acuerdo a la gráfica resultante se puede comprobar el teorema de Bernoulli ya que la velocidad está aumentando cuando la presión disminuye, debido a la disminución del área transversal. 
• se puede afirmar que la energía total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo.
• Se pudo afirmar que el caudal real en cada una de las mediciones es inferior al teórico, debido a que se pudieron generar errores humanos a la hora de la toma de datos ya que al momento de ver siempre estaban moviéndose los rangos y tocaba sacar un promedio.

10 .BIBLIOGRAFIA

·       *  MOTT, Robert L.MECÁNICA DE FLUIDOS. Sexta edición. Person Educación, México, 2006, ecuación de continuidad, Hamburgo

·       *  POTTER, Merle C. y Wiggert, David C. Mecánica de fluidos, 3ª Ed. México. Thompson, 2002. 769 p. http://www.thomsonlearning.com.mex 

·       *  FRANZINI, Joseph B., y Finnemore, E. John.  Mecánica de fluidos con aplicaciones en ingeniería.  9ª Ed. Madrid. McGraw Hill, 1999. 503 p

·       *  Universidad de Guadalajara, Facultad de electrónica, Instrumentación I, El Tubo Venturi, en http://proton.ucting.udg.mx/dpto/maestros/mateos/clase/Modulo_05/detectores/venturi/