Laboratorio Hidráulica I

...

- Mediante la ecuación de Darcy, se calcula el coeficiente de fricción para amos regímenes de flujo.

Ecuación de (Coeficiente de fricción f)[pic 11]

*[pic 12][pic 13]

Ensayo

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Laminar

0.008522965

0.021288232

0.029319122

0.035692844

-

Turbulento

0.002866346

0.012559799

-

-

-

- Se observa en la figura mostrada a continuación como se marcan muy bien las zonas de flujo, teniendo un flujo laminar hasta Re = 1500, la zona de transición entre Re=1500-2000 y finalmente la zona de flujo turbulento para un Re >2000.

[pic 14]

En la gráfica siguiente se observa que la velocidad critica para el paso de flujo laminar a turbulento está comprendida entre 0.8m/s-12m/s.

[pic 15]

- Con los Datos obtenidos se procede a realizar la gráfica de gradiente hidráulico vs. Velocidad media, y posteriormente se ejecuta la una regresión numérica potencial en Excel para poder obtener las ecuaciones solicitadas.

[pic 16]

Laminar

[pic 17]

Turbulento

[pic 18]

- La siguiente grafica muestra la relación entre el coeficiente de fricción y el número de Reynolds.

[pic 19]

- Con el grafico anterior y mediante regresión numérica en Excel se obtienen las ecuaciones del coeficiente de rugosidad en función del número de Reynolds.

[pic 20]

Laminar

[pic 21]

Turbulento

[pic 22]

- Se calcula para cada caudal el error de las perdidas si se encuentra f a partir de las ecuaciones propuestas.

[pic 23]

Laminar

[pic 24]

Turbulento

[pic 25]

Teórico

[pic 26]

[pic 27]

-

ANÁLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES

- Se aplicaron los conocimientos teóricos aprendidos en las clases a la práctica, pudiendo así contrastar valores teóricos con los prácticos, pudiendo observar la similitud de éstos.

- Se observó como varía en la practica el gradiente hidráulico y además las velocidades críticas para el paso de una zona a otra.

- Se identificaron las diferentes zonas de flujo que se presentan (Laminar, Transición, Turbulento), mediante la gráfica del factor de fricción con el número de Reynolds.

- Se logró calcular las ecuaciones para el gradiente hidráulico y para el factor de fricción en función de la velocidad y del número de Reynolds respectivamente.

-

PERDIDAS POR ADITAMENTOS

-

RESUMEN

El estudio de los aditamentos en una tubería es importante al momento del diseño y ejecución de algún proyecto, pues conociendo los diferentes accesorios de la tubería, se tiene información acerca de velocidades, caudales, pérdidas localizadas, y otros factores de fundamental conocimiento en una red de tubería. Los accesorios tendrán gran influencia en el rendimiento de un sistema pues estos elementos interfieren de manera benéfica o perjudicial en una tubería dependiendo del modo en el que sean empleados. Para calcular estos factores y diferenciar los tipos de accesorios, se realiza una práctica en el laboratorio de hidráulica, en donde de un tanque a presión se conecta la tubería de aditamentos y finaliza en el segundo tanque del vertedero para medidas de caudales, la tubería también se encuentra conectada a un manómetro de mercurio y al múltiple de piezómetros, en donde al cerrar el piezómetro correspondiente al formato, se va obteniendo el valor de la cota piezometrica (Q).

-

INTRODUCCIÓN

Cuando un fluido fluye por un tubo o conducto, ocurren perdidas de energía expresadas como perdidas de altura, estas energías traen como resultado una disminución de la presión entre dos puntos del sistema de flujo, las cuales pueden ser producidas por perdidas primarias (fricción) o perdidas secundarias (aditamentos o accesorios).

Las pérdidas por fricción son causadas al estar el fluido en contacto con la tubería generando roces de unas capas con otras y así crear flujos laminares y turbulentos. Mientras que las pérdidas por aditamentos o accesorios como válvulas, codos, etc., son producidas por expansiones o estrechamientos de los mismos.

Los tramos largos y accesorios en las tuberías ofrecen resistencia al flujo que disipa la energía al producir turbulencias relativamente grandes. En el cálculo de las pérdidas de carga en tuberías son importantes dos factores, el primero que la tubería sea lisa o rugosa y el segundo que el fluido sea laminar o turbulento.

-

PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS

Como primer paso para desarrollar los cálculos, se debió convertir los datos obtenidos en laboratorio