Ingeniería Química AmbientalIngeniería Química Ambiental

LABORATORIO INTEGRAL ILABORATORIO INTEGRAL I

PRACTICA#5PRACTICA#5

”Obtención de Perdidas de Carga por Fricción en”Obtención de Perdidas de Carga por Fricción en Accesorios”Accesorios”

Alumno:Alumno:

Victor Alejandro Olguin De LucioVictor Alejandro Olguin De Lucio

No. De Control:No. De Control:

0749070807490708

Maestro:Maestro:

Norman Edilberto Rivera PazosNorman Edilberto Rivera Pazos

ÍNDICE

OBJETIVOS………………………………………………………..3

MOTIVACIÓN……………………………………………………..3

ANTECEDENTES………………………………………………….3

EQUIPO…………………………………………………………….4

DETERMINACIÓN DE LA PÉRDIDA POR ACCESORIOS……………………………………5

DISEÑO DE LA PRÁCTICA……………………………………...6

DATOS OBTENIDOS EN LAS MEDICIONES……………………………………………………...7

RESULTADOS…………………………………………………….8

VALORES TEORICOS…………………………………………..13

ONCLUSION……………………………………………………..15

REFERENCIAS…………………………………………………..15

2

1. OBJETIVOS:

Determinar la pérdida que ocasiona el factor de fricción en los diversos accesorios que podemos encontrar en los diferentes sistemas de tuberías.

2. MOTIVACIÓN:

Las perdidas por fricción de uno de los problemas que se presentan en la vida de cualquier ingeniero, uno debe de reconocer y argumentar por que existe tal perdida y por consecuencia demostrar la perdida que existe y tratar de hacer los cambios necesarios para equilibrar las perdidas.

3. ANTECEDENTES:

En toda tubería recta que transporta un líquido a una temperatura determinada, existe una velocidad crítica (vc) por debajo de la cual el régimen es laminar. Este valor crítico que marca la transición entre los dos regímenes, el laminar y el turbulento, se corresponde con un Re = 2300, aunque en la práctica, entre 2000 y 4000 la situación es bastante imprecisa.

Por lo tanto:

Re < 2000: Régimen laminar.2000 < Re < 4000: Zona crítica o de transición.Re > 4000: Régimen turbulento.

3

Pérdida de energía por fricción en accesorios (codos)

Las válvulas y accesorios alteran las líneas normales de flujo y dan lugar a fricción. En conductos de corta longitud con muchos accesorios, las pérdidas por fricción causadas a los mismos llegan a ser mayores que las correspondientes a la longitud recta de la tubería. Las pérdidas de energía son proporcionales a la carga de velocidad del fluido conforme pasa por un codo, expansión o contracción de la sección de flujo, o por una válvula.

Donde K des el coeficiente de resistencia. El coeficiente de resistencia es adimensional debido a que representa una constante de proporcionalidad entre la pérdida de energía y la carga de velocidad. La magnitud del coeficiente de resistencia depende de la geometría del dispositivo que ocasiona la pérdida, y a veces de la velocidad de flujo. Es común que los elementos que controlan la dirección o el flujo volumétrico del fluido en un sistema generen turbulencia local en éste, lo que ocasiona que la energía se disipe como calor. Siempre que hay una restricción: por ejemplo, un cambio en la velocidad o dirección del flujo, hay pérdidas de ese tipo. En un sistema grande la magnitud con las pérdidas por fricción en las tuberías. Por lo tanto, dichas pérdidas reciben el nombre de pérdidas menores.

4. EQUIPO:

5. DETERMINACIÓN DE LA PÉRDIDA POR ACCESORIOS:4

Formula para perdidas de energía en reducción y ensanchamiento.

Experimental:

Y teórico:

Donde k es la el punto de intersección en el eje de la ordenadas con

respecto a

Formula para perdidas de energía en accesorios como codos.

5

Y teórica:

6. DISEÑO DE LA PRÁCTICA.

1) Conectar las mangueras a la mesa, asegurándose de que estén

bien colocadas, evitando así la salida de flujo.

2) Se prende la bomba para iniciar la purgación, para que no altere

la lectura de la diferencia de presión.

3) Una vez purgadas las mangueras se cierra la válvula, para poder

calibrar a cero.

4) Se abren las válvulas de la mesa hidrodinámica (P1 y P2) poco a

poco al mismo tiempo de la mesa.

5) Esperar las lecturas y tomar cada lectura en el medidor

6) Repetir lo mismo para las siguientes tuberías.

7. DATOS OBTENIDOS EN LAS MEDICIONES

6

CODO 90⁰Flujo Presión

Q(L min)-1 p(ml/bar)Δ

21.2 22.719.4 17.617 12.3

15.7 9.813.1 51.3 2.79.3 0.67.3 -1

8. RESULTADOS

7

REDUCCIÓNFlujo Presión

Q(L min)-1 p(ml/bar)Δ

20.8 47.818.8 37.516.4 26.814.3 1912.3 12.810.3 7.5

8 36.5 0.7

ENSANCHAMIENTOFlujo Presión

Q(L min)-1 p(ml/bar)Δ

21.9 12.619.8 917.5 615.3 3.613.5 1.311.8 -0.39.4 -1.77.1 -2.9

CODO CURVO DIFERENCIAL ∆PFlujo Presión Presión Presión

Q(Lmin)-1 ∆P1 ∆P3 ∆P6

21.5 87.8 101.3 128.519.2 59.7 70.6 9417.3 35.4 44.5 63.515.7 18 25.1 41.413.2 -8.4 -3.6 8.411 -27.9 -24.4 -15.88.9 -43.9 -41.6 -35.66.7 -57.2 -55.5 -57.7

REDUCCION

ENSANCHAMIENTO

Ensanchamiento T=20ºC d1=17mm d2=28.6mm D2/D1=1.6823

Q(L/min) Dif. P Vel.1. m/s Vel.2. m/sDif.

P(KN/m^2) hL(m)21.9 12.6 0.14207863 0.4020178 1.26 0.00733700219.8 9 0.128454652 0.36346815 0.9 0.00598412317.5 6 0.113533152 0.3212471 0.6 0.00466411415.5 3.6 0.100557934 0.28453315 0.36 0.00364766613.5 1.3 0.087582717 0.24781919 0.13 0.00275247811.8 -0.3 0.076553782 0.21661233 -0.03 0.0020897269.4 -1.7 0.060983521 0.17255558 -0.17 0.0013107267.1 -2.9 0.046062022 0.13033454 -0.29 0.000728103

8

Reduccion T=19ºC d1=17mm d2=14.5mm D1/D2= 1.1724

Q(L/min)Dif.

P(mbar) Vel.2 m/s Vel. 1 m/sDif.

P(KN/m^2) hL(m)20.8 47.8 0.524854908 0.38182512 4.78 0.00709695518.8 37.5 0.47438809 0.34511117 3.75 0.00578197516.4 26.8 0.413827908 0.30105442 2.68 0.00438225114.3 19 0.360837749 0.26250477 1.9 0.00331779412.3 12.8 0.310370931 0.22579082 1.28 0.00244182610.3 7.5 0.259904113 0.18907686 0.75 0.001697252

8 3 0.201867272 0.14685582 0.3 0.0010083476.5 0.7 0.164017159 0.11932035 0.07 0.000652614

CODO CURVO

Codo curvo T=20ºC

Q(L/min) Dif. PDif.

P(KN/m^2) hL(m)21.3 29.9 2.99 0.0003047919.3 23.3 2.33 0.0002375117.6 18.8 1.88 0.0001916415.1 11.9 1.19 0.000121313.3 7.3 0.73 7.4414E-0511.8 5 0.5 5.0968E-059.6 1.7 0.17 1.7329E-057.6 -0.4 -0.04 -4.077E-06

9

CODO 90°

codo 90º T=20ºC

Q(L/min) Dif. P(mbar) Dif. P(KN/m^2) hL(m)21.2 22.7 227 0.02313965319.4 17.6 176 0.01794087717 12.3 123 0.012538226

15.7 9.8 98 0.00998980613.1 5 50 0.0050968411.3 2.7 27 0.0027522949.3 0.6 6 0.0006116217.3 -1 -10 -0.001019368

10

CODOS CURVOS DIFERENCIAL

Q(L/min) dif. P3-1. dif. P6-3 Dif.3-1(KN/m^2)3-1 Dif. 6-3(KN/m^2) hL(m)3-1 hL(m)6-3 hltotal21.5 13.4 27.3 134 273 0.01366 0.027829 0.04148819.2 10.9 23.4 109 234 0.011111 0.023853 0.03496417.3 9.1 19 91 190 0.009276 0.019368 0.02864415.7 7.1 16.3 71 163 0.007238 0.016616 0.02385313.2 4.8 12 48 120 0.004893 0.012232 0.01712511 3.5 8.6 35 86 0.003568 0.008767 0.0123348.9 2.3 6 23 60 0.002345 0.006116 0.0084616.7 3.7 3.8 37 38 0.003772 0.003874 0.007645

11

9. VALORES TEORICOS

REDUCCION

Reduccion T=19ºC d1=17mm d2=14.5mm D1/D2=1.1724Q(L/min) Dif. P(mbar) Vel. 1 m/s hL(m) k=0.06

20.8 47.8 0.381825 0.00044618.8 37.5 0.345111 0.00036416.4 26.8 0.301054 0.00027714.3 19 0.262505 0.00021112.3 12.8 0.225791 0.00015610.3 7.5 0.189077 0.000109

8 3 0.146856 6.6E-056.5 0.7 0.11932 4.35E-05

12

ENSANCHAMIENTO

Ensanchamiento T=20ºC d1=17mm d2=28.6mmQ(L/min) Dif. P Vel.1. m/s hL(m) D2/D1=1.6823

21.9 12.6 0.142079 0.00036 K=0.3519.8 9 0.128455 0.00029417.5 6 0.113533 0.0002315.5 3.6 0.100558 0.0001813.5 1.3 0.087583 0.00013711.8 -0.3 0.076554 0.0001059.4 -1.7 0.060984 6.63E-057.1 -2.9 0.046062 3.78E-05

CODO CURVO

Codo curvo T=20ºCf=0.027 para

1/2 in.

Q(L/min) Dif. P v1 hL(m)f=0.027 a

1/2in21.3 29.9 0.701581 0.020321 Le/D=3019.3 23.3 0.635705 0.01668417.6 18.8 0.57971 0.01387415.1 11.9 0.497365 0.01021313.3 7.3 0.438076 0.00792311.8 5 0.388669 0.0062379.6 1.7 0.316206 0.0041287.6 -0.4 0.250329 0.002587

CODO 90°

codo 90º T=20ºCQ(L/min) Dif. P(mbar) v1 hL(m) f=0.027 a 1/2in

21.2 22.7 0.698287 0.01342 Le/D=2019.4 17.6 0.638999 0.01123817 12.3 0.559947 0.00863

15.7 9.8 0.517128 0.0073613.1 5 0.431489 0.00512411.3 2.7 0.3722 0.0038139.3 0.6 0.306324 0.0025837.3 -1 0.240448 0.001591

13

CODOS CURVOS DIFERENCIAL

Q(L/min)dif. P3-

1.dif. P6-

3 velocidad hL(m) Le/D=30*2=6021.5 13.4 27.3 0.708169 0.04140849 f=0.02719.2 10.9 23.4 0.632411 0.03302287917.3 9.1 19 0.569829 0.02681048615.7 7.1 16.3 0.517128 0.02208064613.2 4.8 12 0.434783 0.0156084711 3.5 8.6 0.362319 0.0108392158.9 2.3 6 0.293149 0.0070956556.7 3.7 3.8 0.220685 0.004021259

10. CONCLUSION

Se pudo demostrar que los valores que realizamos en la practica son muy similares a los teóricos y con esto podemos tener una certeza de que la practica fue realizada a detalle y con el equipo necesario.

11. REFERENCIAS

14

Robert L. Mott, Mecánica de fluidos, Editorial Pearson, 6ta. Edición.

R. Byron Bird, Fenómenos de Transporte, Editorial Reverté, S.A.

15