Pratica 6

Ingeniería Química AmbientalIngeniería Química Ambiental

LABORATORIO INTEGRAL ILABORATORIO INTEGRAL I

PRACTICA#6PRACTICA#6

”” Obtención de Perdidas de Carga por Fricción enObtención de Perdidas de Carga por Fricción en válvulas””válvulas””

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

DATOS OBTENIDOS EN LAS VÁLVULAS………………………………………………………..8

RESULTADOS…………………………………………………….9

VÁLVULAS (CÁLCULOS)…….………………………………..14

CONCLUSION………………..…………………………………..17

REFERENCIAS…………………………………………………..17

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 (valvulas)

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. Las válvulas de globo presentan grandes perdidas de energía cuando se encuentran totalmente abiertas, estas perdidas de energía son mayores que en las válvulas de mariposa y en las de cono esto es debido al complicado recorrido del flujo a través de ella.

Válvulas con perdidas pequeñas (válvulas de bola, cono y compuerta y para algunas acepciones en válvulas de mariposa), son algunas veces deseables para ser usadas en conducciones con diámetros mayores a las válvulas, esto para tener un mejor control. Transmisiones cónicas deben ser usadas para reducir y expandir flujos y para minimizar las perdidas. Si la válvula es para la disipación de energía, reduciendo el diámetro de la válvula aumentaremos el problema de la cavitación.

4. EQUIPO:

4

5. DETERMINACIÓN DE LA PÉRDIDA POR ACCESORIOS:

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. DATOS OBTENIDOS EN LAS VÁLVULAS

7

REDUCCIÓNFlujo Presión


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


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

BOLA DIAFRAGMA

Válvula de bolaFlujo Presión

Q(L min)-1 p(mbar)Δ

21.5 19.320.6 51.819.5 92.818.4 131.817.4 162.716.4 196.5

ASIENTO INCLINADO

Válvula de asiento inclinado

Flujo Presión


20 16.719 39.718 59.417 78.616 94.515 105.614 119.913 132.212 144.711 170.1

9. RESULTADOS

8

Válvula de diafragmaFlujo Presión


20 48.319 78.118 109.217 137.516 160.415 185.3

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

9

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

10

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

11

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

12

10. VÁLVULAS (CÁLCULOS)

Válvula de bola 18°CFlujo Presión Velocidad Flujo

hLQ(L min)-1 p(mbar)Δ m/s m3/s

21.5 19.3 7.01718 0.003583 846.287820.6 51.8 6.775771 0.003433 776.918719.5 92.8 6.413958 0.00325 696.162118.4 131.8 6.052145 0.003067 619.83617.4 162.7 5.723224 0.0029 554.293316.4 196.5 5.394303 0.002733 492.4123

13

Válvula de diafragmaFlujo Presión Velocidad Flujo


20 48.3 6.578419 0.003333 488.213619 78.1 6.249498 0.003167 440.612818 109.2 5.920577 0.003 395.45317 137.5 5.591656 0.002833 352.734316 160.4 5.262735 0.002667 312.456715 185.3 4.933814 0.0025 274.6202

14

Válvula de asiento inclinadoFlujo Presión Velocidad Flujo


20 16.7 6.578419 0.003333 488.213619 39.7 6.249498 0.003167 440.612818 59.4 5.920577 0.003 395.45317 78.6 5.591656 0.002833 352.734316 94.5 5.262735 0.002667 312.456715 105.6 4.933814 0.0025 274.620214 119.9 4.604893 0.002333 230.68113 132.2 4.275973 0.002167 189.182812 144.7 3.947052 0.002 147.684711 170.1 3.618131 0.001833 106.1865

15

11. CONCLUSION

Con los datos de la practica 5 (perdida de energía por accesorios) se logro determinar con mayor exactitud la perdida total con la suma de las válvulas otros accesorios que se mencionaron en la practica 5

12. REFERENCIAS

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

16

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

17

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