pÉrdida por accesorios (1)

8/13/2019 PRDIDA POR ACCESORIOS (1)

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INGENIERA QUMICA

INFORME

PRDIDAS POR ACCESORIOS EN TUBERAS

E. Campo -Castrilln, M. Romero- Cabarcas, M. Torres-Len, A.Matute-Thownson.

Faculta e !n"enier#a, $ro"rama e !n"enier#a %u#mica. &ni'ersia e Carta"ena. Carta"ena,Colombia. Email( in")*uimica++++/unicarta"ena.eu.co

Faculta e !n"enier#a, 0ocente e Laboratorio e 1peraciones &nitarias. &ni'ersia e Carta"ena.Carta"ena.

OBJETIVO GENERAL

Comparar los 'alores e2perimentales 3 tericos e las ca#as e presin en unsistema e tuber#as, tenieno en cuenta las p4rias re"istraas por i5erentesaccesorios.

OBJETIVOS ESPECFICOS

E'aluar e2perimentalmente la ca#a e presin en tuber#as con i5erentesaccesorios.

Calcular tericamente las p4rias e car"a el sistema 3 comparar con losresultaos e2perimentales.

INTRODUCCIN

El 5luio en un sistema e tuber#a t#pico pasa a tra'4s e 'arias uniones, '6l'ulas,5le2iones, coos, rami5icaciones en 5orme e T, entraas, salias, ensanchamientos 3contracciones aem6s e los tubos. 0ichos componentes 7accesorios8 interrumpen elsua'e 5lu9o el 5luio 3 pro'ocan p4rias aicionales ebio al 5enmeno eseparacin 3 me:cla el 5lu9o *ue proucen. En un sistema t#pico, con tubos lar"os,est6s p4rias son menores en comparacin con la p4ria e car"a por 5riccin en lostubos 3 son llamaas p4rias menores. Aun*ue por lo "eneral esto es cierto, enal"unos casos las p4rias menores pueen ser m6s "ranes *ue las p4riasma3ores. ;ste es el caso, por e9emplo, en los sistemas con 'arias 'ueltas 3 '6l'ulas enuna istancia corta. Las p4rias e car"a *ue resultan e una '6l'ula totalmenteabierta, por e9emplo, pueen ser espreciables. $ero una '6l'ula cerraa parcialmentepuee pro'ocar la p4ria e car"a m6s "rane en el sistema, como pone en e'ienciala ca#a e presin en la ra:n el 5lu9o. El 5lu9o a tra'4s e '6l'ulas 3 uniones es mu3comple9o, 3 por lo "eneral no es l"ico un an6lisis terico. En consecuencia,


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usualmente los 5abricantes e los accesorios eterminan las p4rias menores emanera e2perimental.

MARCO TERICO

Ecuacin e 0arc3 < =eisbach( es una ecuacin ampliamente usaa en hir6ulica.$ermite el c6lculo e la p4ria e car"a ebia a la 5riccin entro una tuber#a llena.Esta 5rmula permite la e'aluacin apropiaa el e5ecto e caa uno e los 5actores*ue incien en la p4ria e ener"#a en una tuber#a. Es una e las pocas e2presiones*ue a"rupan estos 5actores. La 'enta9a e esta 5rmula es *ue puee aplicarse a tooslos tipos e 5lu9o hir6ulico 7laminar, transicional 3 turbulento8, ebieno elcoe5iciente e 5riccin tomar los 'alores aecuaos, se">n correspona. ?e e2presacomo(

h f f L

D

v2

2g

Ecuacin N1

Ecuacin para el c6lculo e p4rias por accesorios( en los 5lu9os a tra'4s e tuber#asse an perias por causa e las car"as e9ercias por caa uno e los accesorios *uese encuentren en las mismas, estas p4rias se pueen cuanti5icar empleano lacuacin e2presaa a continuacin(

hac kfv12

2

Ecuacin N2

0one kf es el 5actor e p4rias por accesorios, el cual presenta un 'alor

caracter#stico con caa accesorio.

0ia"rama e Moo3( el ia"rama e Moo3 es la representacin "r65ica en escalaoblemente lo"ar#tmica el 5actor e 5riccin en 5uncin el n>mero e Re3nols 3 la

ru"osia relati'a e una tuber#a.


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Figura N1: Representacin del Diagrama de Moody.

MATERIALES Y EQUIPOS

$ara el esarrollo e la e2periencia se eben emplear los materiales 3 e*uiposlistaos a continuacin(

- Equipo para el estudio de bombas y dinmica de fluidos: el cualconsta de 2 bombas, 2 rotmetros y un sistema de tuberas !ue"uede ser controlado "or di#erentes $l$ulas a #in de $ariar lascondiciones de los #lu%os, estas tuberas #abricadas en &'C

(&oliCloruro de 'inilo) "resentan di#erentes dimetros, desde *"ul+ada asta - -./ "ul+adas0 Adicionalmente, el sistema cuenta conun man1metro di+ital "ara la medida de cadas de "resi1n y condi#erentes accesorios (codos, $l$ulas, uniones, etc0)

- El #luido con el cual se lle$1 a cabo la e"eriencia #ue a+ua (324)0- - cinta m5trica "ara medir las lon+itudes de las tuberas0

DIAGRAMA DEL EQUIPO


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Figura N2: Equipo Empleado en el Desarrollo de la Prctica.

Figura N3: Diagrama de Fluo del Equipo !sado en la Prctica.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

&ara el desarrollo de la "rctica #ue necesario reali6ar el si+uiente

"rocedimiento:

1. !nicialmente se enceni el e*uipo para el estudio de bombas y dinmica deluidos.

2. A continuacin, se pur" el sistema controlano las '6l'ulas una a una, sacanolas acumulaciones e aire en el e*uipo, con el 5in e e'itar ca'itacin en labomba.

3. 7e establecieron los caudales de o"eraci1n con los cuales se lle$1a cabo la e"eriencia0


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4. Con el 5in e eterminar las p4rias e car"a en tuber#as, se seleccion untramo el e*uipo, el cual conten#a tuber#as e i5erente i6metro con

accesorios.

5. 7e Midieron las cadas de "resi1n en los etremos de cadaaccesorio anali6ado0

6. Con a3ua e una cinta m4trica se tomaron las lon"itues e las tuber#asanali:aas.

7. ?e reali: el respecti'o Re"istro e los atos e lon"itu, caual 3 ca#a epresin.

8. Finalmente se reali:o el an6lisis comparati'o e los atos obtenio

e2perimentarme con las hallaos e 5orma terica.

Ac D

2

4

velocidad del flujo , VQ

Ac

8D V

v


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REGISTRO DE DATOSCada de pe!"#$ e$ a%%e!&"& '(Pa)

Ca*da+'L,"$) Codo45

Codo 90 Vlvulade

Da!"a#$a

. 9,99 9,9;< 9,-;-

Determinacion del factor de friccin , f

@o ha3Accesorios

Determinacion de Perdida de carga por

tuberia lisa

h L V

2

Determinacion de perdida de carga por

accesorios

V12

h th f hac


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/ 9,9=- 9,22< 9,=>01 9,-< 9,


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C3LCULOS

7e calcul1 el rea trans$ersal y las $elocidades de #lu%o de cada tubera,mediante las si+uientes e"resiones:

A D

2

4 V

Q

A

Caudalvolu$%&"'o($)*+,

-"ea+u.e"!'al($/,

Velo'dad de!luo ($*+,

01000022 9,999->>;? 9,>;? 9,=9;/01000/ 9,999->>;? -,9


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&ara el Codo de ?9B

hac0,750,3533ms

2

29,81 ms20,004771m

&ara la $l$ula de dia#ra+ma

hac2,30,3533ms

2

29,81ms20,01463m

&erdidas de car+a en tubera lisa:3allamos el nmero de Reynolds "ara la tubera lisa de -m de lon+itud y*D de dimetro

8DV

!

@a $iscosidad cinemtica "ara el a+ua a 2< C es de 9,999999>?m

2s y el dimetro interno de la tubera de *D es 9,9-


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A"licando la ecuaci1n de FarcyHeisbac obtenemos la "5rdida de car+alineal "ara la tubera:

h f f L v

2

2Dg0,035

1m

0,0155m

0,3533ms2

29,81ms20,01436m

@a "erdida total del tramo de tubera estudiado es:

h th f hac

h t0,014360,0022260,0047710,014630,035m

Reali6ando los clculos "ara los di#erentes caudales tenemos:

Pe"dda+ de 'a"#aCaudal(L*$6,

Codo de/


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7 >=, ->;,;,


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4 -/,-- -;- -2,=,?= -;=9 2?,;;/0 ,2? -9 =,/?

"abla N:Datos de P0rdida de carga te*rica- perdida de carga

e1perimental y error relati%o para la %l%ula de diafragma

AN-LI?I? @ RE?ULTADO?

A "artir de los resultados obtenidos se e$idencia !ue un aumento en elcaudal re"resenta una ele$aci1n de la cada de "resi1n debido a !ue la$elocidad ser mayor manteniendo constante su rea su"er#icial lo !ueconduce a un incremento en las "erdidas de ener+a0 Con esto !uedarati#icada la relaci1n de "ro"orcionalidad !ue tiene las "erdidas de car+a

con la cada de "resi1n0

&or otro lado se obser$1 !ue las "erdidas "or codos re"resentan elmenor "orcenta%e de las "erdidas totales en relaci1n con las obtenidascon la $l$ula de dia#ra+ma y la tubera lisa como se es"eraba, aun ascomo caso "articular la suma de las "erdidas "ara los accesorios en elsistema estudiado #ueron mayores !ue la de la tubera lisa "uesto !ueel sistema contaba con un corto tramo de tubera en relaci1n con lacantidad de accesorios dis"uestos en ella0

En una tubera a medida !ue lon+itud es mayor, la cada de "resi1naumenta0 Este #en1meno ocurre debido a !ue a mayor lon+itud el caudal

se acrecienta ( QA(L t , el cual es directamente "ro"orcional a la

$elocidad del #lu%o, +enerando de esta manera una mayor cada de"resi1n, es "or esto en el corto tramo de tubera se obtu$ieron "e!ueascadas de "resi1n en relaci1n con el sistema total0

CONCLU?IONE? @ RECOMENDACIONE?

@a di#erencia entre las medidas te1ricas y e"erimentales estu$oalrededor del 2= lo cual "udo deberse a de#ectos de calibraci1n en losinstrumentos de medida utili6ados como los rotmetros y nan1metros0Esto se e$idenci1 en el momento de tomar las mediciones el +raninter$alo en el cual alternaban los datos arro%ados "or el nan1metro0


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&or otro lado el estado en !ue se encontraba el e!ui"o in#luyo demanera directa en los errores obtenidos, como la utili6aci1n de una solabomba traba%ando al =9 de su ca"acidad, entre otros #actores alternoscomo asunci1n de la tem"eratura a la !ue se encontraba el a+ua y los"osibles mo$imientos in$oluntarios del sistema y los residuos !ue

"udieron estar "resentes en el interior de la tubera0&or eso se recomienda reali6ar el res"ecti$o mantenimiento del e!ui"oen su totalidad (bombas, medidores de #lu%o, accesorios y tuberas)0Calibrar de manera "rimordial los manometros ya !ue estos re"resentanla mayor $ariaci1n en los resultados0

NOTACIN

8n)mero de *e+nolds

DDimetro interno de la tuber-a

vvelocidad del flujo

#la densidad del fluido en cuestin

.! "iscosidad dinmica del luido.

gaceleracin gravitacional

# ! altura

F !uer#as de p$rdida

/s !traba%o implicado en el proceso

! actor de Darcy & 'eisbac(

) ! longitud de la tuber*a

kf es el actor de p$rdidas por accesorios

$ P0a-da de P resin

Qcaudal


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1 1pulgadas

BIBLIOGRAFA &@&?, Cen"el. C!MBALA, ohn. Mecnica de Fluidos: Fundamentos y +plicaciones .

Eitorial Mc Draw ill. $6"ina( G-H. ?TREETER, Iictor L.=L!E, Ben9amin E. Mecnica de Fluidos. Iolumen !. @o'ena

eicin. Eitorial Mc Draw ill. $6"ina( JJH. $1TTER, Merle C. =!DDERT, 0a'i C. Mecnica de Fluidos. Tercera Eicin.

Eitorial T1M?1@.$6"inas(K+-K.

pÉrdida por accesorios (1)

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