Experimento: Perdidas de energía por accesorios.

Objetivos Generales

Determinar experimentalmente las pérdidas de energía producidas por:

a) Codo de 90º radio corto.

b) Expansión Gradual.

c) Calcular el coeficiente K, en cada caso para luego compararlos con los

valores suministrados en practica.

0bjetivos Específicos

a) Determinar la velocidad a la que circula por la expansión gradual y por el

codo de 90º radio corto, para cada una de las mediciones realizadas.

b) Aplicar la ecuación de Bernoulli para cada una de las velocidades

obtenidas y determinar en cada caso la perdida de energía.

c) Graficar en Excel (ajuste por regresión lineal) las energías cinéticas contra

las perdidas ( ) y obtener el coeficiente K mediante la pendiente de

la ecuación de la recta.

Datos Obtenidos

Expansión gradual:

Nº ( ) ( ) volumen ( ) ( )1 0.262 0.267 5x10 15.042 0.290 0.294 5x10 15.793 0.305 0.308 5x10 18.524 0.316 0.318 5x10 23.825 0.323 0.324 5x10 30.106 0.329 0.330 5x10 44.82

Codo de 90º Radio corto:

Nº ( ) ( ) volumen ( ) ( )1 0.163 0.135 5x10 15.042 0.220 0.200 5x10 15.793 0.254 0.239 5x10 18.524 0.281 0.271 5x10 23.825 0.302 0.296 5x10 30.106 0.318 0.315 5x10 44.82

Cálculos Típicos

Trabajando en el sistema internacional de unidades

Formulas a utilizar:

, , , , , ,

, ,

Para la expansión gradual:

Cálculo de Caudales:

, ,

, , ,

Calculo de las Velocidades:

, , ,

, ,

, , , ,

,

Calculo de las Perdidas:

, , , , .

Codo de 90º Radio Corto:

Calculo de las velocidades:

, , , ,

,

, , ,

, ,

Calculo de las Perdidas:

,

, , , , .

Resultados Obtenidos

Expansión Gradual:

Nº

1 3.32 0.63 0.16 0.014 0.020

2 3.17 0.59 0.16 0.012 0.018

3 2.69 0.51 0.13 0.009 0.013

4 2.09 0.39 0.10 0.005 0.008

5 1.66 0.31 0.08 0.004 0.005

6 1.12 0.21 0.05 0.001 0.002

Codo de 90º Radio Corto:

Nº

1 3.32 0.16 0.63 -0.031 0.020

2 3.17 0.16 0.59 -0 .036 0.018

3 2.69 0.13 0.51 -0. 037 0.013

4 2.09 0.10 0.39 -0.037 0.008

5 1.66 0.08 0.31 -0.039 0.005

6 1.12 0.05 0.21 -0.039 0.002

Gráfico de la Energía Cinética vs. Las Pérdidas

Expansión Gradual

Codo de 90º Radio Corto

Análisis de Resultados

En el cálculo de las pérdidas de carga por accesorios, se utiliza un tubo de

ventura y un codo de 90º de radio corto, en ambos casos se obtuvo lecturas en

los piezómetros que representan el valor de la presión sobre el peso específico

( ).

El volumen se mantuvo constante a 5lts y se fue midiendo los tiempos en los

cuales se realizaban las lecturas del piezómetro.

En el tubo de venturi las lecturas de ( ) siempre se presentaron mayores que

en el codo de 90º. A medida que el tiempo aumentaba, los valores de ( )

disminuyen, los valores de los caudales, las velocidades y la energía cinética

disminuyen, los valores las perdidas aumentan. Por otro lado, para el codo de

90º radio corto, los valores de ( ) aumentaban, los valores de los caudales,

las velocidades, energía cinética disminuyen, los valores las perdidas

aumentan.

En el tubo de venturi, las velocidades son variables respecto al tiempo tanto a

la entrada como a la salida, igual `para el codo de 90º radio corto.

La energía cinética máxima utilizada tanto en el tubo de venturi (expansión

gradual), como en el codo de 90º radio corto fueron las obtenidas en las

secciones de diámetro menor.

Por medio de las gráficas se obtuvieron dos valores de K, uno para cada

accesorio, en el Venturi la gráfica arrojó un valor de 0.6923; en el codo de 90º

la gráfica nos arrojó un valor de 0.35.

Conclusión

Luego de analizar los resultados obtenidos, nos dimos cuenta que para un

tubo de venturi (expansión gradual) las pérdidas de energía son mayores al

codo de 90º radio corto y disminuyen cuando el caudal disminuye, mientras

que para el codo de 90º radio corto disminuyen según lo anteriormente

mencionado. Para la expansión gradual el valor de K no estuvo dentro de

los valores suministrados en el laboratorio, esto se debe a que puede haber

error en l medición de los caudales, el tiempo y las presiones.

Para el codo de 90º radio corto los valores de las perdidas fueron negativos

(-), esto nos indica que hay una ganancia de energía en vez de perdidas y

se debe a que el codo se encuentra en una posición vertical y no horizontal

y se encuentra afectada por la energía de presión y el valor de

, el valor de K para este accesorio si estuvo dentro de los valores

suministrados en el laboratorio. En consecuencia estas perdidas de carga

de un fluido van a variar dependiendo de los accesorios que se le conecten

a la tubería empleada, en el venturi, al igual para el codo de 90º radio corto,

las pérdidas se originan en los cambios de sección del tubo; de esta manera

la velocidad y la energía cinética en esos puntos es variable, por lo tanto

también hay aumento en las pérdidas de carga.

Universidad Centrooccidental “Lisandro Alvarado”

Decanato de Ingeniería CivilDepartamento de Hidráulica y Sanitaria

Laboratorio de Hidráulica

Integrantes: Mambel Lidio

C.I:16646162 Mambel Esnoel

C.I:16646157Fernando

Introducción

Las perdidas de energía por accesorios se conocen también como perdidas de

forma, que tienen lugar en los cambios de sección y dirección de la corriente,

en las contracciones, ensanchamiento, codos, diafragmas, válvulas de

diferentes tipos etc.: en general en todos los accesorios de tuberías. Estos

elementos producen una perturbación de le corriente que origina remolinos y

desprendimiento, que intensifican las perdidas.

Las pérdida de energía antes referidas se conocen con el nombre de perdidas

localizadas, también denominadas menores, producidas por la existencia de un

cambio de forma en un flujo confinado logrando que se produzca una alteración

sustancial de la línea piezometrica y en consecuencia de las presiones, por lo

tanto es importante su estudio el cual se realizara en el presente informe con el

fin de mejorar los diseños posteriores.