Informe 4 Mecánica de Fluidos Pérdida de Carga.

...

- Accesorios:

Codo 90°

Codo 45°

ΔP [cmH₂O]

[mL]

Tiempo [s]

ΔP [cmH₂O]

[mL]

Tiempo [s]

17,3

1350

4,98

1,2

1350

4,98

Tabla 4.4

Muestra el ΔP medido en los codos de 90° y 45°, y los datos obtenidos para el cálculo del Caudal.

- Válvulas:

Válvula de Esfera

Válvula de Compuerta

ΔP [cmH₂O]

[mL]

Tiempo [s]

ΔP [cmH₂O]

[mL]

Tiempo [s]

30,6

1350

4,98

6,3

1350

4,98

Tabla 4.5

Muestra el ΔP medido en cada una de las Válvulas y los datos obtenidos para el cálculo del Caudal.

Materiales y Métodos

Para llevar a cabo esta experiencia se usó un equipo de medición de fricción de fluido de marca Armfield modelo C6-MKII-10 (ver figura 1.0) el cual permite estudiar las pérdidas de carga producidas cuando un fluido incompresible fluye a través de tuberías, accesorios y dispositivos para medir flujos.

El equipo consiste en un sistema de cañerías las cuales se montan sobre un bastidor que posee ruedas, el agua que fluye por el equipo es alimentada desde un banco hidráulico y así fluye a través del conector y pasa a través de la red de tuberías y accesorios para luego volver al estanque volumétrico por medio del tubo de salida.

Para el estudio de pérdidas en tubos rectos se le suman variados accesorios al sistema como por ejemplo válvulas de control, tubo de Pitot, placas de orificio y tubo Venturi.

[pic 6]

Figura 2

Banco hidráulico y unidad de medición de fricción modelo C6-MKII-10.

Para estudiar las pérdidas de carga se abrieron y cerraron válvulas con el fin de hacer circular el agua para el lugar de interés y luego con ayuda de un manómetro digital se midieron las diferencias de presión.

Para medir el caudal entregado por el banco hidráulico se realizó baldimetría, procedimiento que consiste en llenar una probeta a un cierto volumen y con un cronómetro digital medir el tiempo que tarda en llenarse, para luego con estos datos calcular el caudal con la siguiente fórmula:

[pic 7]

Donde V representa el volumen en metros cúbicos y t el tiempo en segundos.

Resultados

Parte I

1. Explique en qué consiste la Pérdida de Carga en cañerías y fittings.

Respuesta:

2. ¿Cuáles son las normas más utilizadas en el análisis y diseño de cañerías?

Respuesta: Para el diseño de una instalación de transporte de fluidos se necesita considerar diversas características y normas, las que establecen reglas para, los materiales utilizados, el tipo de fluido a transportar, la durabilidad, soportes, especificaciones de la instalación física, uniones, entre otros. Por lo que se han creado normas para la óptima disposición de estos elementos. Entre las normas más utilizadas tenemos:

Normas ASTM: Si bien esta abarca gran cantidad de normas en todo ámbito, en ella están especificados los materiales adecuados para una instalación de manejo de fluidos.

Normas ANSI: Estas normas que han sido incluidas a las normas ASME (American Society of Mechanical Engineers) son la estandarización internacional realizada por la American National Standards Institute utilizadas para el diseño, cálculo, fabricación, montaje e inspección de cañerías. Algunas de estas son:

- ANSI B31.3 referida al piping en instalaciones de procesos y refinerías de petróleo.

- ANSI B31.4 que indica las normas de transporte de hidrocarburos, gases derivados del petróleo anhídridos, amoníaco y alcoholes.

- ANSI B31.5 en la que se trata a los sistemas de tuberías para sistemas de refrigeración.

- ANSI B31.9 normas de instalación de tuberías de distribución de servicios en construcciones.

- ANSI B31.11 Normas de transporte de bitumen o fluidos de alta densidad.

- ANSI Z223.1 Normas para transporte de gas combustible.

3. Averigüe las pérdidas adicionales por fricción para flujo turbulento para los siguientes accesorios y válvulas:

Respuesta:

Tipo de Válvula o Accesorio

[%] de Abertura

K

Válvula de compuerta

25

24

Válvula de compuerta

20

4,5

Válvula de diafragma

75

2,6

Válvula globo

50