Informe-perdidas

DETERMINACIÓN DE LAS PÉRDIDAS DE ENERGIA EN TUBERIAS POR FRICCIÓN Y ACCESORIOSDETERMINATION OF ENERGY LOSSES IN PIPES AND ACCESSORIES FRICTIONFaustino ALDANA, Mary BENITEZ, Carlos MORALES, Daniela MEDINA, Luis F RIVERA, Tiana SERNARESUMEN Los sistemas de flujo de un fluido presentan ganancias de energías por bombas y pérdidas por fricción conforme el fluido que pasa por los ductos y tubos, pérdidas por cambios en el tamaño de la trayectoria de flujo y pérdidas de energía por las válvulas y accesorios. La realización de este informe de laboratorio tiene como propósito identificar, analizar y calcular las pérdidas por fricción de un fluido en un sistema con tuberías y accesorios. En estructuras largas y rectas de conductos redondos, tanto de flujo laminar como turbulento las pérdidas por fricción son muy importantes ya que permiten determinar por medio de la ecuación de Darcy calcular la perdida de energía. Del mismo modo se producen pérdidas ocasionadas por una serie de accesorios que pueden estar presentes o no en las tuberías, como lo son los codos, válvulas, entre otros, asi como la determinación del factor de friccion para flujos turbulentos utilizando el diagrama de moody. El propósito de esta experiencia fue observar y analizar los cambios de presión a través de un manómetro diferencial cuando un fluido es transportado en un sistema de tuberías, así mismo se buscó determinar las pérdidas generadas por fricción entre el fluido y la tubería y por la utilización de accesorios dentro de este mismo sistema. También en este informe se pudo determinar la longitud equivalente de diversos accesorios utilizados frecuente mente en el diseño de un sistema de tuberías y además determinar el número de Reynolds Palabras Claves: energía, flujo laminar, flujo turbulento, factor de fricción, número de ReynoldsDETERMINACIÓN DE LAS PÉRDIDAS DE ENERGIA EN TUBERIAS POR FRICCIÓN Y ACCESORIOSDETERMINATION OF ENERGY LOSSES IN PIPES AND ACCESSORIES FRICTIONFaustino ALDANA, Mary BENITEZ, Carlos MORALES, Daniela MEDINA, Luis F RIVERA, Tiana SERNARESUMEN Los sistemas de flujo de un fluido presentan ganancias de energías por bombas y pérdidas por fricción conforme el fluido que pasa por los ductos y tubos, pérdidas por cambios en el tamaño de la trayectoria de flujo y pérdidas de energía por las válvulas y accesorios. La realización de este informe de laboratorio tiene como propósito identificar, analizar y calcular las pérdidas por fricción de un fluido en un sistema con tuberías y accesorios. En estructuras largas y rectas de conductos redondos, tanto de flujo laminar como turbulento las pérdidas por fricción son muy importantes ya que permiten determinar por medio de la ecuación de Darcy calcular la perdida de energía. Del mismo modo se producen pérdidas ocasionadas por una serie de accesorios que pueden estar presentes o no en las tuberías, como lo son los codos, válvulas, entre otros, asi como la determinación del factor de friccion para flujos turbulentos utilizando el diagrama de moody. El propósito de esta experiencia fue observar y analizar los cambios de presión a través de un manómetro diferencial cuando un fluido es transportado en un sistema de tuberías, así mismo se buscó determinar las pérdidas generadas por fricción entre el fluido y la tubería y por la utilización de accesorios dentro de este mismo sistema. También en este informe se pudo determinar la longitud equivalente de diversos accesorios utilizados frecuente mente en el diseño de un sistema de tuberías y además determinar el número de Reynolds Palabras Claves: energía, flujo laminar, flujo turbulento, factor de fricción, número de Reynolds
DETERMINACIÓN DE LAS PÉRDIDAS DE ENERGIA EN TUBERIAS POR FRICCIÓN Y ACCESORIOS
DETERMINATION OF ENERGY LOSSES IN PIPES AND ACCESSORIES FRICTION
Faustino ALDANA, Mary BENITEZ, Carlos MORALES, Daniela MEDINA, Luis F RIVERA, Tiana SERNA
RESUMEN
Los sistemas de flujo de un fluido presentan ganancias de energías por bombas y pérdidas por fricción conforme el fluido que pasa por los ductos y tubos, pérdidas por cambios en el tamaño de la trayectoria de flujo y pérdidas de energía por las válvulas y accesorios. La realización de este informe de laboratorio tiene como propósito identificar, analizar y calcular las pérdidas por fricción de un fluido en un sistema con tuberías y accesorios. En estructuras largas y rectas de conductos redondos, tanto de flujo laminar como turbulento las pérdidas por fricción son muy importantes ya que permiten determinar por medio de la ecuación de Darcy calcular la perdida de energía. Del mismo modo se producen pérdidas ocasionadas por una serie de accesorios que pueden estar presentes o no en las tuberías, como lo son los codos, válvulas, entre otros, asi como la determinación del factor de friccion para flujos turbulentos utilizando el diagrama de moody. El propósito de esta experiencia fue observar y analizar los cambios de presión a través de un manómetro diferencial cuando un fluido es transportado en un sistema de tuberías, así mismo se buscó determinar las pérdidas generadas por fricción entre el fluido y la tubería y por la utilización de accesorios dentro de este mismo sistema. También en este informe se pudo determinar la longitud equivalente de diversos accesorios utilizados frecuente mente en el diseño de un sistema de tuberías y además determinar el número de Reynolds
Palabras Claves: energía, flujo laminar, flujo turbulento, factor de fricción, número de Reynolds

DETERMINACIÓN DE LAS PÉRDIDAS DE ENERGIA EN TUBERIAS POR FRICCIÓN Y ACCESORIOS
DETERMINATION OF ENERGY LOSSES IN PIPES AND ACCESSORIES FRICTION
Faustino ALDANA, Mary BENITEZ, Carlos MORALES, Daniela MEDINA, Luis F RIVERA, Tiana SERNA
RESUMEN
Los sistemas de flujo de un fluido presentan ganancias de energías por bombas y pérdidas por fricción conforme el fluido que pasa por los ductos y tubos, pérdidas por cambios en el tamaño de la trayectoria de flujo y pérdidas de energía por las válvulas y accesorios. La realización de este informe de laboratorio tiene como propósito identificar, analizar y calcular las pérdidas por fricción de un fluido en un sistema con tuberías y accesorios. En estructuras largas y rectas de conductos redondos, tanto de flujo laminar como turbulento las pérdidas por fricción son muy importantes ya que permiten determinar por medio de la ecuación de Darcy calcular la perdida de energía. Del mismo modo se producen pérdidas ocasionadas por una serie de accesorios que pueden estar presentes o no en las tuberías, como lo son los codos, válvulas, entre otros, asi como la determinación del factor de friccion para flujos turbulentos utilizando el diagrama de moody. El propósito de esta experiencia fue observar y analizar los cambios de presión a través de un manómetro diferencial cuando un fluido es transportado en un sistema de tuberías, así mismo se buscó determinar las pérdidas generadas por fricción entre el fluido y la tubería y por la utilización de accesorios dentro de este mismo sistema. También en este informe se pudo determinar la longitud equivalente de diversos accesorios utilizados frecuente mente en el diseño de un sistema de tuberías y además determinar el número de Reynolds
Palabras Claves: energía, flujo laminar, flujo turbulento, factor de fricción, número de Reynolds


















































ABSTRACTFlow systems have a fluid energy gains by pumps and friction losses as the fluid passes through the ducts and pipes, losses due to changes in the size of the flow path and drag losses for the valves and fittings. The completion of this lab report aims to identify, analyze and calculate friction losses of fluid in a piping system and accessories. On long straight structures and round ducts, both laminar and turbulent flow frictional losses are very important because they can determine by the Darcy equation to calculate the energy loss. Similarly losses caused by a number of accessories that may be present or not in the pipeline, such as elbows, valves, etc., also the determination of the friction factor for turbulent flows using the moody diagram occur. The purpose of this experiment was to observe and analyze the changes in pressure across a differential manometer when a fluid is conveyed in a piping system and also it was sought to determine the losses caused by friction between the fluid and the pipe and the use accessories within the same system. In this report it was determined the equivalent length of various accessories used common mind in the design of a piping system and also determine the Reynolds number.Keywords: energy, laminar flow, turbulent flow, friction factor, Reynolds numberABSTRACTFlow systems have a fluid energy gains by pumps and friction losses as the fluid passes through the ducts and pipes, losses due to changes in the size of the flow path and drag losses for the valves and fittings. The completion of this lab report aims to identify, analyze and calculate friction losses of fluid in a piping system and accessories. On long straight structures and round ducts, both laminar and turbulent flow frictional losses are very important because they can determine by the Darcy equation to calculate the energy loss. Similarly losses caused by a number of accessories that may be present or not in the pipeline, such as elbows, valves, etc., also the determination of the friction factor for turbulent flows using the moody diagram occur. The purpose of this experiment was to observe and analyze the changes in pressure across a differential manometer when a fluid is conveyed in a piping system and also it was sought to determine the losses caused by friction between the fluid and the pipe and the use accessories within the same system. In this report it was determined the equivalent length of various accessories used common mind in the design of a piping system and also determine the Reynolds number.Keywords: energy, laminar flow, turbulent flow, friction factor, Reynolds number
ABSTRACT
Flow systems have a fluid energy gains by pumps and friction losses as the fluid passes through the ducts and pipes, losses due to changes in the size of the flow path and drag losses for the valves and fittings. The completion of this lab report aims to identify, analyze and calculate friction losses of fluid in a piping system and accessories. On long straight structures and round ducts, both laminar and turbulent flow frictional losses are very important because they can determine by the Darcy equation to calculate the energy loss. Similarly losses caused by a number of accessories that may be present or not in the pipeline, such as elbows, valves, etc., also the determination of the friction factor for turbulent flows using the moody diagram occur. The purpose of this experiment was to observe and analyze the changes in pressure across a differential manometer when a fluid is conveyed in a piping system and also it was sought to determine the losses caused by friction between the fluid and the pipe and the use accessories within the same system. In this report it was determined the equivalent length of various accessories used common mind in the design of a piping system and also determine the Reynolds number.
Keywords: energy, laminar flow, turbulent flow, friction factor, Reynolds number


ABSTRACT
Flow systems have a fluid energy gains by pumps and friction losses as the fluid passes through the ducts and pipes, losses due to changes in the size of the flow path and drag losses for the valves and fittings. The completion of this lab report aims to identify, analyze and calculate friction losses of fluid in a piping system and accessories. On long straight structures and round ducts, both laminar and turbulent flow frictional losses are very important because they can determine by the Darcy equation to calculate the energy loss. Similarly losses caused by a number of accessories that may be present or not in the pipeline, such as elbows, valves, etc., also the determination of the friction factor for turbulent flows using the moody diagram occur. The purpose of this experiment was to observe and analyze the changes in pressure across a differential manometer when a fluid is conveyed in a piping system and also it was sought to determine the losses caused by friction between the fluid and the pipe and the use accessories within the same system. In this report it was determined the equivalent length of various accessories used common mind in the design of a piping system and also determine the Reynolds number.
Keywords: energy, laminar flow, turbulent flow, friction factor, Reynolds number












Introducción
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 :
p1γ+z1+v122g=p2γ+z2+v222g+hp…….
Las pérdidas de carga en las tuberías se dividen en 2 clases: pérdidas primarias y pérdidas secundarias.












Las perdidas primarias son las pérdidas que genera la superficie en contacto con el fluido en la tubería (capa limite), rozamiento de unas capas de fluido con otras (régimen laminar) o de las partículas de fluido entre sí (régimen turbulento). Tienen lugar en un flujo uniforme, por lo tanto en los tramos de tubería de sección constante.
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). Estas pérdidas se realizan solo en tramos de tuberías horizontal y de diámetro constante.
Se sabe que un fluido en movimiento presenta resistencia por fricción al fluir, siendo común el transporte de fluidos de un punto a otro a través de un sistema de tuberías.
A medida que el fluido fluye por estos conductos, ocurren pérdidas de energía debido a la fricción; tales energías traen como resultado una disminución de la presión entre dos puntos del sistema de flujo es decir disminuye su capacidad.
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.
Aquí podemos observar como se comporta el flujo en una perdida primaria.
PERDIDAS SECUNDARIAS.
Se producen en transiciones de la tubería (estrechamiento o expansión) y en toda clase de accesorios (válvulas, codos). En el cálculo de las pérdidas de carga en tuberías son importantes dos factores:
- Que la tubería sea lisa o rugosa.
- Que el fluido sea laminar o turbulento.
Las pérdidas secundarias son las pérdidas de forma, que tienen lugar en las transiciones (angostamientos, ensanchamientos, etc.), elementos de medición y toda clase de accesorios y elementos adicionales de las tuberías.
El efecto de la rugosidad de la superficie es favorecer el desprendimiento y la turbulencia del flujo. Sin embargo, si el flujo es laminar, la corriente es "relativamente" lenta, la viscosidad "relativamente" alta y la corriente por tanto no sufren perturbaciones debidas a las perturbaciones del contorno, y si se iniciase alguna perturbación, sería amortiguada por la viscosidad del fluido. Por tanto, en régimen laminar, el factor de fricción no es función de la rugosidad.
MARCO TEORICO
Es indispensable como obtener los valores necesarios para calcular las pedidas por tuberías y accesorios, por lo cual diferentes ecuaciones que nos permiten relacionar las diferentes variables.
Para las pérdidas primarias tenemos que: Una de las fórmulas más exactas para cálculos hidráulicos es la de Darcy-Weisbach. Sin embargo por su complejidad en el cálculo del coeficiente "f" de fricción ha caído en desuso. Aun así, se puede utilizar para el cálculo de la pérdida de carga en tuberías de fundición. La fórmula original es: h = f *(L / D) * (v2 / 2g) donde h: perdida de la energía o carga, f: en el coeficiente de fricción, L: la longitud de la tubería, D: diámetro interno de la tubería, V: es la velocidad del fluido, g: es la gravedad.
El coeficiente de fricción f es función del número de Reynolds (Re) y del coeficiente de rugosidad o rugosidad relativa de las paredes de la tubería (εr): f = f (Re, εr); Re = D * v * ρ / μ; εr = ε / D.
Además de las pérdidas de carga por rozamiento, se producen otro tipo de pérdidas que se originan en puntos singulares de las tuberías (cambios de dirección, codos, juntas...) y que se deben a fenómenos de turbulencia. La suma de estas pérdidas de carga accidentales o localizadas más las pérdidas por rozamiento dan las pérdidas de carga totales. Salvo casos excepcionales, las pérdidas de carga localizadas sólo se pueden determinar de forma experimental, y puesto que son debidas a una disipación de energía motivada por las turbulencias, pueden expresarse en función de la altura cinética corregida mediante un coeficiente empírico (K): h = K * (v2 / 2g) donde h: es la perdida (singular, accesorios, secundarias), k: es el coeficiente para un determinado accesorio, v: es la velocidad del fluido y g: la gravedad.
Todas estas variables se relacionan en las ecuaciones antes mencionadas y se buscan directamente en tablas o en el caso de factor de fricción en el diagrama de moody.
OBJETIVOS
General:
Analizar la magnitud de las pérdidas en tuberías y accesorios por efecto de la viscosidad de un fluido y su fricción con las paredes rugosas del conducto.
METODOLOGIA
Se siguió el siguiente orden específico para determinar las pérdidas de energía, teniendo en cuenta el tipo de tuberías utilizada como objeto de análisis, teniendo en cuenta los accesorios, el caudal y principalmente el tipo de fluido que fluye a través de dicha tubería. A continuación, se denotan los pasos seguidos para determinar las perdidas:
Se identificó en la sección de las tuberías seleccionadas como línea de trabajo los accesorios presentes en la misma (codos o válvulas). En esta parte inicial las tuberías se encontraban cerradas.
Se realizaron una serie de mediciones de los segmentos de tubería, con el fin de identificar su longitud y la altura. Además, se identificaron el número de accesorios presentes. Se utilizó un metro para determinar la longitud.
Se abrieron las palancas y se encendió la electrobomba para que fluyera el agua. Con esto se determinó la presión y las alturas en el manómetro de mercurio, para determinar su diferencial. Se aforo el agua, con un cronómetro y una probeta de 2000 ml; registrándose el volumen y el tiempo. Con el fin de determinar el caudal.
Con los datos registrados se determinó las pérdidas totales de energía, teniéndose en cuenta:
Las pérdidas mayores, correspondientes a las pérdidas por fricción.
Las pérdidas menores, correspondientes a las pérdidas por accesorios.
Se emplearon diferentes cálculos, entre los cuales destacamos:
Se calculó el caudal, siguiendo la siguiente formula:
Q=V/t
Se calculó la velocidad de flujo en cada tuberia:
Q=V*A, => V=Q/A
Se realizaron 3 repeticiones para determinar la velocidad de flujo y caudal. Donde las variables significan:
V: velocidad de flujo
t: tiempo de llenado del volumen en la probeta
Q: caudal del fluido
Se halló el área de la tubería:
A=Π/4(D2)
Dónde:
A: área del tubo
D: diámetro de la tubería.
Con la velocidad se determinó el número de Reynolds (Re) para establecer el régimen de flujo, que corresponde a:
Re 2100: flujo en régimen laminar
2100 Re 4000: flujo en transición
Re 4000: flujo en régimen turbulento
La ecuación es:
Re= ρ*V*D/μ Ecuación 4.
Dónde:
ρ: densidad del fluido
V: velocidad del fluido
D: diámetro del tubo
μ: viscosidad del fluido
Dependiendo del régimen del fluido se hallaron las pérdidas mayores (por fricción), utilizando:
hf=f*((L/D)(V2/2g))
Dónde:
f: coeficiente de fricción de Darcy.

Rugosidad relativa: €r=€/D
Donde, €es la rugosidad de la tubería, que representa la altura promedio de las irregularidades de la superficie interior de la tubería, D es el diámetro de la tubería.
Si es un flujo de tipo turbulento el valor de f se puede determinar en el diagrama de Moody. Donde se registran el número de Reynolds con la rugosidad relativa y de esta manera encontrar el valor f
Para flujo laminar el coeficiente de fricción depende exclusivamente del número de Reynolds, y su valor se determina a partir de: f=64/Re.
Se calculó las perdidas menores (que son por accesorios), utilizando la ecuación:
hL= KL*#n*(V2/2g)
Dónde:
KL: coeficiente de pérdidas de los accesorios presentes en la línea de trabajo
V: velocidad del flujo
g: 9.8m/s2: aceleración debida a la gravedad
#n: número de accesorios de cada clase presente en la línea de trabajo.
Las pérdidas totales en las líneas de trabajo para cada presión empleada, se representa:
Ptotales= Pmayores+ Pmenores
Pmayores: perdidas por fricción (mayores)
Pmenores: perdidas por accesorios (menores).
RESULTADOS Y ANALISIS
En la experiencia del laboratorio se utilizaron diferentes sistemas de tuberías; tubo recto de 1" y un codo de 90º ¾"; donde se aplicaron diferentes caudales con diferentes presiones. Se determinaron las pérdidas totales, utilizando para ello el número de Reynolds, los valores de presión, longitud y demás características necesarias para calcular las perdidas pertinentes:
CAUDALES PROMEDIOS
Q = volumen/tiempo.
Caudal
Tubo
Q1
(m3/seg)
Q2
(m3/seg)
Tubo recto 1"
0.00141413
0.00127823
Codo de 90º ¾"
0.00114383
0.00102335

TUBO RECTO DE 1" d = 0.025Mt
Determinamos inicialmente el caudal de la relación obtenida en los resultados v/t. con lo cual podemos despejar la velocidad de flujo:
Q1=A1*V1
V1=Q1π4 d2 = 0.00141413m3/sπ4 (0.025m)2 = 2.881 m/s
Con la velocidad hallamos el número de Reynolds
Re = ρ*D*Vμ = 1000kgm3*0.025m*2.881m/s 0.00112kg/(m*s) Re = 64308.036
El numero de Reynolds efectivamente nos permite identificar que el fluido es de tipo turbulento, por tanto hallamos f, usando el Nre. Y la rugosidad relativa, del diagrama de moody:
ED = 0.0000015 m0.025 m = 0.00006,
Entonces, tenemos que ƒ=0.02
Determinamos las perdidas mayores, usando el fobtenido del diagrama de moody:
Hf = ƒLD*V22*g
Hf = 0.02*4.9m0.025m*(2.881m/s)22*9.8m/s2
Hf = 1.66 m
Como se realizo inicialmente, se calculo el caudal 2 Para poder determiner la velocidad 2:
Q2=A2*V2 = V2=Q2π4 d2
V2 = 0.00127823m3/sπ4 (0.025m)2 = 2.604 m/s
Nuevamente determinamos Reynolds, y poder identificar el tipo de fluido:
Re = ρ*D*Vμ
Re = 1000kgm3*0.025m*2.604m/s 0.00112kg/(m*s) = 58125
El fluido es de tipo turbulento, por tanto identificamos el valor de f en el diagrama de moody:
ED = 0.0000015 m0.025 m = 0.00006,
Entonces tenemos que ƒ=0.021
Hf = ƒLD*V22*g
Hf = 0.021*4.9m0.025m*(2.604m/s)22*9.8m/s2
Hf = 1.424 m

RESULTADOS CODO DE 90º 3/4"

Q1
(h= 15.8 cm)
Q2
(h= 14.3 cm)
Volumen (Ml)

1740

1820

1660

1780

1660

1980
Tiempo (Seg)

1.49

1.73

1.37

1.78

1.53

2.01

Perdidas por accesorios codo de 90º 3/4"
Codo de 90º ¾" d = 0.01905m k= 0.3
Determinamos la velocidad uno, a partir del caudal:
Q1=A1*V1
V1= Q1π4 d2= 0.00114383m3/sπ4 (0.01905m)2
V1 = 4.01 m/s
Repetimos los procedimientos mencionados para l tubo recto de 1" y nuevamente hallamos las perdidas menores y mayores:
hl=20*0.3*4.01ms22*9.8ms2 = 4.92m
Q2=A2*V2 V2= Q2π4 d2
V2 = 0.00102335m3/sπ4 (0.01905m)2 = 3.59 m/s
hl=20*0.3*3.59 ms22*9.8ms2 = 3.95m 395cm
Perdidas por fricción codo de 90º 3/4"
HF - Perdidas de energía
(M)
Q
(Mt3/Seg)
h – ΔP
(M)
4.92
0.00114383
0.158
3.95
0.00102335
0.143
3.88
0.0010151
0.128

El promedio de las perdidas corresponde a:
Hf= 4.25m

Hallamos la caída de presión:

ΔP: h= 0.143m


CONCLUCIONES

De manera generalizada se concluye que las pérdidas producidas por los accesorios en las tuberías depende directamente del número de accesorios presentes en el tramo de tubería, asimismo las pérdidas de energía generadas por la fricción con el tubo es proporcional a la velocidad y a un factor que depende del pulimiento de la superficie de las paredes de la tubería sobre la que el fluido está fluyendo.
A medida que se aumente la longitud del tramo en donde se realizan las mediciones pertinentes a la caída de presión, éstas van a ser mayores por lo que se verifica la proporcionalidad que hay entre las pérdidas de energía y la longitud como lo muestra la expresión, utilizada para hallar las perdidas.
Un aumento en el caudal produce una elevación en las caídas de presión, debido a que en una sección de tubería de área constante, la velocidad va a ser mayor, por lo tanto, las pérdidas de energía incrementan en un factor cuadrático.
CUESTIONARIO
Grafique perdida vs caudal y determine las ecuaciones experimentales para cada caso.
TUBO RECTO 1"
HF - PERDIDAS DE ENERGÍA
(M)

Q
(Mt3/Seg)

H – ΔP
(M)
1.66
0.00141413
0.03
1.424
0.00127823
0.028
1.323
0.00121783
0.005
0.427
0.00066213
0.004
0.074
0.00024425
0.003









y=ax^b
a = 166484.56
b = 1.7528297

CODO DE 90º 3/4"
HF - PERDIDAS DE ENERGÍA
(Mt)
Q
(Mt3/Seg)
h – ΔP
(Mt)
4.92
0.00114383
0.158
3.95
0.00102335
0.143
3.88
0.0010151
0.128





Quadratic Fit: y=a+bx+cx^2
a = -1.5931344e-006
b = 73.969068
c = 3695966.5




Que sucedería si utilizáramos en el experimento un fluido newtoniano de viscosidad 20 veces la viscosidad del agua y también para un fluido no newtoniano (pseudoplastico).

Dado que los fluidos pseudoplasticos tienen una velocidad que varía con el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad (viscosidad relativa) y en este caso el que produce es esfuerzo cortante sobre el fluido es la bomba. Entonces, si este provoca un aumento en la viscosidad, incrementara la resistencia al movimiento que ejerce el esfuerzo cortante, también aumentara el factor de fricción y las perdidas, mientras que el número de Reynolds se reducirá. En caso de que la viscosidad disminuya, el número de Reynolds aumentara, y el factor de fricción, junto con las perdidas disminuirán. En general se puede decir que los cambios en el esfuerzo cortante afectaran directamente la determinación de las perdidas.

Que sucedería si utilizáramos un fluido no newtoniano (pseudoplastico).

Dado que los fluidos pseudoplasticos tiene una viscosidad que varía con el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad (viscosidad relativa), y en este caso el que produce el esfuerzo cortante sobre el fluido es la bomba. Entonces si este provoca un aumento en la viscosidad, incrementara la resistencia al movimiento que ejerce el esfuerzo cortante, también aumentara el factor de fricción y las perdidas, mientras que el número de Reynolds se reducirá. En caso de que la viscosidad disminuya, el numero de Reynolds aumentara, y el factor de fricción, junto con las perdidas disminuirán. En general se puede decir que los cambios en el esfuerzo cortante afectaran directamente la determinación de las perdidas.

4. Las pérdidas de los accesorios serían las mismas, si utilizaran accesorios de la misma nominación pero en acero inoxidable. Explique.


Aunque cambie el material del accesorio por acero inoxidable en un sistema de tuberías, las perdidas por accesorios se mantendrán iguales, que si se estuviera trabajando con otro material, dado que el coeficiente de perdidas k es el mismo en cada accesorio, cabe resaltar que las perdidas por accesorios en si no deben cambiar, por ejemplo si es un codo regular de 90º ebriadado en pvc, al acero inoxidable debe ser ambien regular de 90º y embriadado.

Haga los cálculos teóricos bajo las mismas condiciones si tuviéramos tuberías en acero inoxidables.

Solo afectaría las perdidas por fricción, ya que estas están relacionada con la rugosidad del material que para acero inoxidable es E= 4.5*10-5 m
Diámetro= 0.025 longitud= 4.9 Mt
Asumiendo que se tiene el mismo caudal, diámetro, velocidad y Reynolds, pero varía la rugosidad absoluta con el acero inoxidable y que esta se encuentra en óptimas condiciones, tenemos:
P1 + 12ρV12 + hϒ = P2 + 12ρV22 + hϒ + hf
(P1 - P2) = hf
Q1=A1*V1
V1=Q1π4 d2=0.00141413m3/sπ4 (0.025m)2 = 2.881 m/s
Re=ρ*D*Vμ=1000kgm3*0.025m*2.881m/s 0.00112kg/(m*s)=64308.036
E: 0.03 mm = 0.00003 m
ED=0.00003 m0.025m=0.0012, por diagrama de Moody se tiene que ƒ =0.024
Por la ecuación de perdida por fricción se calcula hf
Hf=ƒLD*V22*g=0.024*4.09m0.025m*(2.881m/s)22*9.8m/s2=1.99m
Hf = 1.99m
Con este tipo de tubería aumentan las perdidas porque posee mayor rugosidad que la tubería con la que se trabajó en el laboratorio.

BIBLIOGRAFIA

http://www.slideshare.net/juanccorreag1/laboratorio-1-prdidas-en-tuberas-por-friccin
Chadd Brown, David Fuentes, Brallan Burgos, Luis De León. Perdidas de energía mecánica por fricción en tuberías. {Internet}. Barranquilla, Colombia. 2007. Disponible en: http://es.scribd.com/doc/17670139/Perdidas-de-Energia-Mecanica-Por-Friccion-en-Tuberias
http://www.buenastareas.com/ensayos/Perdidas-De-Energ%C3%ADa-Mec%C3%A1nica-Por-Fricci%C3%B3n/4148526.html