CAIDA DE PRESIN EN UNA TUBERIA

I. INTRODUCCION

Los sistemas de flujo de un fluido presentan ganancias de energas por bombas y prdidas por friccin conforme el fluido que pasa por los ductos y tubos, prdidas por cambios en el tamao de la trayectoria de flujo y prdidas de energa por las vlvulas y accesorios. La realizacin de este informe de laboratorio tiene como propsito identificar, analizar y calcular las prdidas por friccin de un fluido en un sistema con tuberas y accesorios.

Es muy importante en los casos de flujo de fluidos minimizar las prdidas de energa debidas al efecto de friccin. Cuando un fluido entra en contacto con un slido, se manifiestan los efectos de friccin que pueden ser de dos tipos, que se ilustra en la Figura

En el primer caso se tiene una placa delgada colocada de forma paralela a la direccin del fluido. La rugosidad de la superficie solida se opone al flujo, provocando prdidas de energa debidas a la friccin por superficie (skin friction).

En el segundo caso la placa se encuentra colocada de forma perpendicular a la direccin del flujo, lo cual provoca que se formen dos vrtices en movimiento circular constante. Como resultado de esto se pierde una gran cantidad de energa debida a la friccin por forma (form friction).

Para calcular el factor de friccin para gases, existen varias ecuaciones, desde la ms comn y general que es la de Colebrook y White, hasta algunas muy especficas como la de Panhandle para gas natural (metano), Pitglass para casos en los que la cada de presin es muy pequea, Babcock para vapor de agua y Weymouth cuando los gases se encuentran a altas presiones y el flujo es isotrmico.

Cada de presin en Tuberas1. OBJETIVOS

1,1. OBJETIVO GENERAL Determinarlasprdidasdecargapor friccin en tuberas y accesorios para el transporte de un fluido en fase lquida.1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinarlasprdidasdecargapor friccin experimentales y tericas de las tuberas, vlvulas y accesorios utilizados. Comparar las prdidas de carga por friccin obtenidas experimentalmente con las tericas.

2. MARCO TEORICO

Las prdidas por friccin se presentan porque al estar el fluido en movimiento habr una resistencia que se opone a dicho movimiento (friccin al fluir), convirtindose parte de la energa del sistema en energa trmica (calor), que se disipa a travs de las paredes de la tubera por la que circula el fluido. Las vlvulas y accesorios se encargan de controlar la direccin o el flujo volumtrico del fluido generando turbulencia local en el fluido, esto ocasiona una prdida de energa que se transforma en calor. Estas ltimas prdidas son consideradas perdidas menores ya que en un sistema grande las prdidas por friccin en las tuberas son mayores en comparacin a la de las vlvulas y accesorios.

Las prdidas y ganancias de energa en un sistema se contabilizan en trminos de energa por unidad de peso del fluido que circula por l. Esto tambin se conoce como carga (h):

Energa que se agrega al fluido con un dispositivo mecnico; es comn que se le denomine carga total sobre la bomba. Energa que se remueve del fluido por medio de un dispositivo mecnico. Prdidas de energa del sistema por la friccin en las tuberas, o prdidas menores por vlvulas y otros accesorios.La magnitud de las prdidas de energa que produce la friccin del fluido, las vlvulas y accesorios, es directamente proporcional a la carga de velocidad del fluido. Esto se expresa en forma matemtica as:

El trmino K es el coeficiente de resistencia.

Ecuacin general de le energa:

La ecuacin general de la energa es una extensin de la ecuacin de Bernoulli, lo que permite resolver problemas es los que hay prdidas y ganancias de energa.Para un sistema, la expresin del principio de conservacin de la energa es:

y : denotan la energa que posee el fluido por unidad de peso en las secciones 1 y 2. La energa que posee el fluido por unidad de peso es:

Es esencial que la ecuacin general de la energa se escriba en la direccin del flujo. El comportamiento de un fluido, en lo que se refiere a las prdidas de energa, depende de que el flujo sea laminar o turbulento. Un medio para predecir este comportamiento en el flujo es con el manejo del nmero adimensional Reynolds, demostrado por Osborne Reynolds. Esta ecuacin de define como: Re= =

Donde es la velocidad, es el dimetro de la tubera, la densidad del fluido y la viscosidad del fluido. Es de resaltar que es la viscosidad cinemtica. Este nmero relaciona las fuerzas de inercia sobre un elemento de fluido a la fuerza viscosa. Para aplicaciones prcticas se tiene que los flujos con Re 4000, estn en rgimen turbulento. Los 2000