Perdida de Carga LOCAL

MECÁNICA DE FLUIDOS II PERDIDA DE CARGA EN TUBERIAS

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL SISTEMAS Y ARQUITECTURA

PERDIDAS DE CARGA LOCAL EN TUBERIAS

CURSO: MECANICA DE FLUIDOS II

DOCENTE: ING. WILMER ZELADA ZAMORA

ALUMNO: LIVAQUE ROJAS, ALVARINO

CODIGO: 095591-B

GRUPO: A

LAMBAYEQUE-JUNIO del 2012

U.N.P.R.G. Ing. Civil 0


CONTENIDO

I. INTRODUCCIÓN........................................................................................2

II. OBJETIVOS............................................................................................3

III. MARCO TEÓRICO...................................................................................4

A. PÉRDIDAS DE CARGA LOCALES............................................................4

a) ENSANCHAMIENTO BRUSCO............................................................7

b) ESTRECHAMIENTO BRUSCO...........................................................10

c) CONTRACCIÓN DE LA VENA............................................................11

d) EXPRESIÓN GENERAL DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA LOCALES...12

i. PÉRDIDA POR ENTRADA...............................................................12

ii. PÉRDIDA SALIDA...........................................................................14

iii. PÉRDIDA DE CARGA EN CURVAS.................................................15

iv. PÉRDIDA DE CARGA EN CODOS...................................................17

IV. EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS..................................................19

A. BANCO HIDRÁULICO:.......................................................................19

B. EQUIPO DEPÉRDIDAS DE CARGAS LOCALES EN TUBERIAS:Modelo FME05......................................................................................................20

C. LAS VÁLVULAS:.................................................................................21

D. PROBETA...........................................................................................21

E. CRONOMETRO..................................................................................21

V. EJECUCIÓN PRÁCTICA.........................................................................22

A. INSTALACION DEL EQUIPO (FME 05).............................................22

B. PROCEDIMIENTO..............................................................................23

C. TOMA DE DATOS:................................................................................0

VI. CALCULOS Y RESULTADOS..................................................................23

VII. CONCLUSIONES...............................................................................27

VIII. BIBLIOGRAFÍAS................................................................................28



I. INTRODUCCIÓN

En el presente informe se detallara fundamentos y aplicaciones para determinar las

pérdidas de cargas locales; ocasionadas por los distintos accesorios (por ejemplo, codos,

válvulas, estrechamientos, ensanchamientos, etc.); con el fin de poder establecer soluciones

en las diferentes situaciones que nos encontremos más adelante; por ejemplo para saber

cuanto va a ser el nivel final de agua, en los distintos proyectos hidráulicos de Ingeniería.

Este equipo que nos permite obtener o calcular las pérdidas de carga locales es de

utilidad para estudiantes de programas de Ingeniería que tienen en sus planes de estudio

materias relacionadas con fluidos, como por ejemplo Mecánica, Ingeniería de Alimentos,

Bioingeniería, Ing. Sanitaria, entre otros”.



II. OBJETIVOS

Poner de manifiesto las perdidas de carga y los caracteres de una corriente que circula

por un sistema hidráulico en el existe cambios de sección, de dirección y válvulas.

Determinar las constantes de ensanchamiento, contracción y codo medio, para

pérdidas de cargas locales.

Analizar los datos obtenidos con la realización de la práctica y comparar con los

resultados obtenidos mediante aplicación de las fórmulas (teoría) y discutir acerca de

sus discrepancias.



III. MARCO TEÓRICO

A.PÉRDIDAS DE CARGA LOCALES

Las pérdidas de energía que suceden en una instalación han de poder ser predichas para poder

realizar diseños en hidráulica. Ya teniendo los conocimientos cómo pueden deducirse las

pérdidas de carga debidas a la viscosidad del fluido (fricción). Sin embargo, cuando se

introducen accesorios en una instalación, también aparecen pérdidas de energía, aunque ya no

son por fricción.

Cuando se calcula las pérdidas de carga por fricción, se sabe que la totalidad de la tubería

contenía flujo totalmente desarrollado. Sin embargo, cuando el flujo pasa a través de un

accesorio en una instalación, el flujo deja de desarrollarse, y aparecen remolinos y turbulencias

que generan pérdida de energía. Esta contribución ha de considerarse cuando queremos hacer

un cálculo de las pérdidas globales de la tubería.

En esta monografía analizaremos el caso particular de las pérdidas de carga locales que

suceden en diferentes accesorios.

Para poder hacer un estudio completo del problema, sería útil realizar un análisis dimensional

previo del problema. Lo haremos primero para el caso de un cambio brusco de sección. Los

parámetros que intervienen en nuestro problema (cálculo de las pérdidas de carga en un

ensanchamiento o estrechamiento bruscos) habrán de ser los que caractericen el flujo

(velocidad, por ejemplo), los que definan el conducto (longitud, rugosidad y diámetros) y los

que determinen el fluido (densidad y viscosidad), además de la caída de presión, que es

nuestra incógnita. En tal caso, la solución del análisis dimensional para un cambio brusco de

sección desde un diámetro D1 a otro D2 es:



Donde:

Hra= pérdida de carga localizada;

U= velocidad media del agua, antes o después del punto singular, conforme el vaso

K= Coeficiente determinado en forma empírica para cada tipo de punto singular

De forma análoga podemos abordar el análisis dimensional de la pérdida de carga local en un

codo. En este caso, los parámetros de forma varían (ahora tienen en cuenta el radio de

curvatura R0 y el ángulo de variación de dirección), porque lo que tenemos es un cambio de

dirección y no un cambio de sección:

En general, podemos decir que las pérdidas locales en un accesorio vendrán dadas por una

expresión del tipo:

Donde ω son los parámetros de forma del caso particular al que nos enfrentemos. Recuerda

que también podríamos calcular una longitud equivalente para la pérdida local.

¿CÓMO CALCULAR EL K?

Esto es lo que necesita: calcular el valor de K.



El primer problema a la hora de calcular las pérdidas locales va a ser distinguirlas de las

pérdidas por fricción. Si no lo hacemos, estaremos dando un valor de K erróneo. Hay que ser

cuidadoso. ¿Cómo nos las podemos arreglar para hacer esto?

La idea es simple. Colocaremos nuestro accesorio en medio de una tubería recta larga, para

asegurarnos que la influencia en el flujo sólo la hace el accesorio.

Entonces calculamos las pérdidas totales mediante la lectura de piezómetros. De este modo,

sabremos qué energía se ha perdido por la suma del efecto de la fricción y de la pérdida del

desarrollo total del flujo. A continuación, calculamos teóricamente el valor de las pérdidas por

fricción que cabe esperar en esa situación.

Al restar este valor de las pérdidas totales que hemos medido, queda un resto que será

imputable al efecto de pérdida local por el accesorio.

A partir de ese valor de pérdida de carga local, podemos calcular el valor de K con un poco de

habilidad a partir de las ecuaciones de análisis dimensional que acabamos de mostrar.

Es muy importante darnos cuenta de que el valor de K que encontremos sólo vale para

condiciones semejantes a las de nuestro experimento. Si imaginamos que sois el fabricante del

accesorio y publicáis el valor de K obtenido como acabamos de explicar, y como tú vas a hacer

en el laboratorio. Si tu cliente coloca el accesorio lejos de cualquier otro, en un tramo recto de

tubería, seguramente el valor que de K que le hemos proporcionado le permitirá calcular las

pérdidas del accesorio con exactitud. Pero si coloca el accesorio cerca de otro, o en tramos

curvos, seguramente el valor de K que le hemos dado no vale para nada.

Se debe tener en cuenta que se está en las condiciones ideales del experimento para estar

seguro de que estás calculando bien las Pérdidas. Si no, se tendrá que ser muy cauto con los

resultados.

Por lo tanto, para poder calcular las pérdidas de carga locales hará falta conocer la velocidad y

el coeficiente depérdida K, que como ves depende del número de Reynolds, y de parámetros

de forma, de entre los que destaca el cociente de diámetros.



Tipo de singularidad K

Válvula de compuerta totalmente abierta 0,2

Válvula de compuerta mitad abierta 5,6

Curva de 90º 1,0

Curva de 45º 0,4

Válvula de pie 2,5

Emboque (entrada en una tubería) 0,5

Salida de una tubería 1,0

Ensanchamiento brusco (1-(D1/D2)2)2

Reducción brusca de sección (Contracción) 0,5(1-(D1/D2)2)2

a) ENSANCHAMIENTO BRUSCO

En el caso de un ensanchamiento brusco lo tenemos en el diagrama 1. Se puede apreciar cómo

aumenta la presión cuando disminuye la velocidad por efecto de la ecuación de continuidad al

aumentar la sección de la tubería.

Pues bien, para medir K emplearemos dos piezómetros instalados en la entrada y la salida del

ensanchamiento del banco de pruebas.

En efecto, a partir de la ecuación de la energía se puede rápidamente conocer las pérdidas de

carga.



Se medirá también el caudal que está pasando por el accesorio en ese momento, y esa medida

se realizara a gusto. Restando las pérdidas de carga por fricción, se tiene la pérdida local por

ensanchamiento. Entonces no tienes más que calcular K a partir de la solución del análisis

dimensional.

Se debe tener especial cuidado que para poder despejar K debido a que se tendra que saber

qué velocidad hay que emplear, porque hay dos: la de la parte más delgada del tubo, y la de la

parte más gruesa.

Como se muestra el factor K depende de Re, de modo que habrá que determinar distintos

puntos y representar gráficamente K(Re), de la cual extraer el resultado final.

Curiosamente, en este caso se podrá encontrar una expresión teórica con la que comparar

nuestro resultado experimental.

Para lograr nuestro objetivo, hará falta que se teóricamente, a partir de las ecuaciones

fundamentales de la hidráulica una fórmula que determine las pérdidas de carga. Es muy

sencillo: sólo se tiene que coger el volumen de control adecuado (se debe tener en cuenta

tener régimen uniforme). Esa fórmula te dirá qué forma tiene el coeficiente de pérdida para el

estrechamiento. Y con ese resultado teórico se comparara el resultado del laboratorio.

Se puede apreciar que antes vimos que la solución del análisis dimensional implicaba que para

un ensanchamiento el coeficiente K también depende del cociente de secciones, de la

rugosidad relativa y de otros factores de forma. Por lo tanto, en principio cada



ensanchamiento tiene una K distinta que habría que calcular. Sin embargo, se puede observar

que no nos equivocaremos mucho si suponemos que la rugosidad relativa y otros factores de

forma tienen una influencia menor que la que tenga Re y el cociente de diámetros. En el

laboratorio no podemos medir más que una relación de diámetros (porque sólo tenemos un

ensanchamiento), pero si pudiésemos medirlo, tendríamos algo parecido a lo que aparece en

la gráfica 2, donde podéis apreciar cómo la variación de diámetros afecta al valor de K.

La perdida menor se calcula de la ecuación

hL=K∗(V 12

2∗g )Donde V1 es la velocidad del flujo promedio en el conducto menor que está delante de la

dilatación. Las pruebas han demostrado que el valor de coeficiente de perdida K depende

tanto de la proporción de los tamaños de los dos conductos como de la magnitud de la

velocidad del flujo. Al hacer ciertas suposiciones de simplificación respecto al carácter de la

corriente de flujo al expandirse a través de una dilatación súbita, es posible predecir

analíticamente el valor K a partir de la siguiente ecuación


Gráfico 2: Variación del coeficiente de pérdida K con el cociente de diámetros para contracciones y dilataciones bruscas


K=(1− A1A2 )

2

Esto es igual a:

(1−D 1D 2 )

2

Los subíndices uno y dos se refieren a las secciones menores y mayores respectivamente. Los

valores K de esta ecuación concuerdan con la velocidad V1 con un error de 1.2 m/s

aproximadamente. A velocidades mayores, los valores K son menores que los valores teóricos.

Se recomienda que se use los valores experimentales si se conoce la velocidad des flujo.

b) ESTRECHAMIENTO BRUSCO

La situación la podéis ver en el diagrama 3. La solución teórica no es tan fácil de encontrar

como en el caso del ensanchamiento, porque como ves aparece la famosa contracción de

vena. Se trata de la siguiente:



c) CONTRACCIÓN DE LA VENA

El mecanismo mediante el cual se pierde energía por medio de una contracción súbita es

bastante complejo, las líneas de la figura representan las trayectorias de las diversas partes de

la corriente de flujo llamada líneas de trayectoria, al aproximarse las líneas de trayectoria a la

contracción, asumen una trayectoria curva y la corriente total continua estrechándose durante

cierta distancia más haya de la contracción. Por lo tanto la sección de cruce mínimo de flujo es

menor que la del conducto menor, la sección donde ocurre esta área de de flujo mínimo se

denomina vena contracta, la corriente de flujo debe desacelerar y dilatarse nuevamente para

llenar el conducto. La turbulencia ocasionada por la contracción y la posterior dilatación

ocasionan perdida de carga de energía.

En este caso, el coeficiente de pérdida K depende del cociente de diámetros de una forma

diferente a como lo hace en el ensanchamiento.

De nuevo vamos a calcular K a partir de medidas de presiones y caudales, siguiendo el mismo

procedimiento que hemos seguido para el caso del ensanchamiento.

La perdida de energía se calcula analíticamente mediante la siguiente ecuación:



hL=K∗( v22

2∗g )Donde V2 es la velocidad en la corriente hacia abajo del conducto menor a partir de la

contracción. El coeficiente de resistencia K depende de la proporción de los tamaños de los

conductos y la velocidad de flujo.

En este caso, el coeficiente de pérdida K depende del cociente de diámetros de una forma

diferente a como lo hace en el ensanchamiento. Vamos a comprobar si ese valor se

corresponde con lo que midamos nosotros experimentalmente.

De nuevo vamos a calcular K a partir de medidas de presiones y caudales, siguiendo el mismo

procedimiento que hemos seguido para el caso del ensanchamiento.

d) EXPRESIÓN GENERAL DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA LOCALES

Las pérdidas de energía son proporcionales a la cabeza de la velocidad del fluido al influir este

alrededor de un codo, a través de una dilatación o contracción de la sección de flujo, o a través

de una válvula. Los valores experimentales de pérdida de energía se reportan en términos de

un coeficiente de resistencia, K, de la siguiente forma:

Hl = K (V2/2g)

En la ecuación H1 es la perdida menor, K es el coeficiente de resistencia V es la velocidad del

flujo promedio en el conducto en la velocidad donde se le presenta la perdida menor. En

algunos casos puede haber más de una velocidad de flujo, como las dilataciones o en las

contracciones. Es de la mayor importancia que usted sepa que la velocidad se debe utilizar con

cada coeficiente de resistencia.

Si la cabeza de velocidad V2/2g de la ecuación se expresa en las unidades de metros, entonces

la perdida de energía H1 también estará en metros o en N.m/N de flujo de fluido. El coeficiente

de resistencia no tiene unidades, pues representa una constante de proporcionalidad entre la

perdida de energía y la cabeza de la velocidad. La magnitud de coeficiente de resistencia

depende de la geometría del dispositivo que ocasiona la perdida y algunas veces depende de la

velocidad de flujo.



i. PÉRDIDA POR ENTRADA

A la entrada de tuberías se produce una pérdida por el efecto de contracción que sufre la vena

líquida y la formación de zonas de separación: el coeficiente K depende, principalmente de la

brusquedad con que se efectúa la contracción del chorro.

La entrada elíptica es la que produce el mínimo de pérdidas. Si el tubo es de sección circular la

ecuación de la elipse de entrada es:

x2

(0.5D)2 +y2

(0.5D)2 =1

Si es de sección rectangular la ecuación resulta ser:

x2

H 2 +y2

(0.33H )2 =1

Donde H es la dimensión vertical del conducto, para definir la forma del perfil superior e

inferior o la dimensión horizontal para la forma de las entradas laterales.



ii. PÉRDIDA SALIDA

Esta pérdida vale :

hs=K(V S−V 2)

2

2g

Donde K se obtiene de la tabla 8.19 (Re. Fig. 34)



iii. PÉRDIDA DE CARGA EN CURVAS

Es difícil determinar teóricamente estas pérdidas debido a que las líneas de corriente

dejan de ser paralelas al eje de la conducción, presentándose circulaciones secundarias ,

tal como se muestra en la Fig VIII.17. En la región A se forman torbellinos y en la B se

estrecha la sección de la vena, seguida de una expansión, siendo éstas las principales

causas de las pérdidas de carga.



Una ecuación que permite calcular el valor de ξ propuesta por Navier, es de la forma:

En la que S es la longitud del arco medio, correspondiente al cambio de dirección y R es el

radio de curvatura; el valor de las pérdidas de carga es:

El valor de ξ se puede determinar también en función de la relación R/r, siendo r el radio de la

conducción.

Para tubería circular, Weisbach propone los valores de la Tabla VIII.6:

Tabla VIII.6

Otras expresiones propuestas al respecto son:



En este tipo de accidente, se presentan dos formas de pérdidas:

a) Las debidas a la fuerza centrífuga, lo que supone la aparición de un flujo secundario que se

superpone al flujo principal y que intensifica el rozamiento.

b) Las producidas por la separación en A y por el estrechamiento en B.



Fig VIII.18.- Pérdida en codos de tuberías circulares, en alturas de velocidad, respecto a la

relación (radio codo/diámetro interior), para diversos ángulos de codos

iv. PÉRDIDA DE CARGA EN CODOS

En este caso se presentan pérdidas semejantes a las ya citadas para curvas. Para

conductos circulares Weisbach propone la siguiente ecuación:

Siempre que ∞ < 90° y números de Re > 200.000. Para: ∞ = 90°, el valor de Ɛ= 1.



IV. EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS

Los equipos utilizados son los siguientes: Banco hidráulico FME00. Equipo para perdidas de cargas locales FME05. Cronómetro (no suministrado). pinza de estrangulamiento. probeta graduada.

A. BANCO HIDRÁULICO:

Equipo móvil y completamente autónomo.

Equipo que se utiliza para acomodar unaamplia variedad de accesorios que permiten al

estudiante experimentar los problemas que plantea la mecánica de fluidos.

Incluye depósito y bomba

Consistente en un depósito sumidero de alta

capacidad y un rebosadero que devuelve el

excedente de agua ha dicho depósito.

Dispone de un equipo para medir caudales altos

y bajos, además de una probeta de un litro

para caudales aún más bajos. Provisto

también de escala que indica el nivel de agua

del depósito superior.

Su Caudal es regulado por llaves.

El montaje de los distintos accesorios, se puede realizar sin necesidad de utilizar herramientas.

Posee bomba centrífuga.

Interruptor de puesta en marcha de la bomba.

Dimensiones aprox.: 1130 x 730 x 1000 mm.

Peso aproximado: 70 Kg.



B. EQUIPO DEPÉRDIDAS DE CARGAS LOCALES EN TUBERIAS:Modelo FME05

- Este accesorio del Banco de servicios comunes permite demostrar pérdidas en diferentes

curvas, contracción súbita, expansión súbita y una válvula de control típica.

- Este equipo puede trabajar con el Banco Hidráulico (FME00)

- Se incorporan para su estudio los

siguientes acoplamientos típicos: codo de

inglete, codo de 90º, curvas (radio grande

y pequeño), contracción súbita y

expansión súbita.

- Todos llevan instrumentación con puntos

de muestreo de presión aguas arriba y

aguas abajo. Estos puntos están

conectados a doce tubos manométricos y

dos manómetros tipo Bordón de 0 a 2,5

bares

- Para controlar el caudal se utiliza una válvula de compuerta. Otra válvula de compuerta está

conectada a puntos de muestreo de presión aguas arriba y aguas abajo, conectados a su vez a

un indicador diferencial situado en el borde del marco.

- El circuito hidráulico tiene tomas de presión a lo largo de las tuberías, lo que permite medir la

pérdida de energía en distintos elementos.


http://www.tecnoedu.com/Armfield/F1.php#F1-10


C. LAS VÁLVULAS:

Principalmente sirven para regular o impedir la circulación de un fluido por una conducción.

Constan de las siguientes partes:

Órgano de cierre: está inserto en la conducción y es el que modifica la sección de paso

del caudal.

Aparato de manipulación externo: comunica el movimiento a través del giro de un eje

al órgano de cierre.

D. PROBETA

La probeta o cilindro graduado es un instrumentovolumétrico, que

permite medir volúmenes superiores y más rápidamente que las

pipetas, aunque con menor precisión.

E. CRONOMETRO

El cronómetro es un reloj o una función de reloj

para medir fracciones temporales, normalmente

breves y precisas

El funcionamiento usual de un cronómetro,

consiste en empezar a a contar desde cero al

pulsarse el mismo botón que lo detiene. Además

habitualmente puedan medirse varios tiempos

con el mismo comienzo y distinto final

.


http://es.wikipedia.org/wiki/Pipeta_(qu%C3%ADmica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Material_volum%C3%A9trico_(qu%C3%ADmica)


V. EJECUCIÓN PRÁCTICA

A. INSTALACION DEL EQUIPO (FME 05)

Conectar el tubo de entrada con la boquilla de impulsión del banco, e introducir en el tanque

volumétrico el extremo del tubo de salida situado aguas debajo de la válvula de control.

En el circuito hidráulico del equipo se hallan instalados en serie, para poderlos comparar

directamente, una sucesión de elementos singulares que provocan pérdidas de carga

localizadas en el lugar en donde se encuentran situados, a saber:

Un cambio gradual de dirección, en forma de codo largo.

Un ensanchamiento brusco de sección.

Un estrechamiento brusco de sección.

Un cambio gradual de dirección, en forma de codo medio.

Un cambio brusco de dirección, en forma de codo corto (a 90º).

Una válvula de tipo compuerta.

Un cambio brusco de dirección en forma de codo en inglete.

El caudal que circula se regula con la válvula de control de salida.

Se han establecido varias tomas de presión estática, que se encuentran conectadas a los dos

tubos manométricos existentes en el panel. Estos tubos manométricos están comunicados por

la parte superior de un colector, que lleva en uno de los extremos los elementos necesarios

para conectar una válvula anti - retorno con enchufes rápidos.

Mediante una bomba manual de aire conectada a la válvula antirretorno, se puede presurizar

el sistema con el objeto de medir diferencias de presiones cuando la presión estática es

elevada. Con la bomba manual se pueden ajustar adecuadamente los niveles iníciales de los

manómetros para efectuar el ensayo, mediante la presurización con aire a través de dicha

bomba. En caso de querer sacar aire de los tubos manométricos, habrá que desconectar el

tubo de nylon de enchufe rápido del colector, hasta que el agua se situé en el nivel deseado.

Existe una pieza estranguladora, destinada a interrumpir la circulación por los finos conductos



de tomas de presión correspondientes al codo en inglete, que debe utilizarse cuando se

precise experimentar con la válvula de compuerta.

En la parte inferior del panel están instalados dos manómetros (14, 15), con el objeto de leer

las presiones de entrada y salida de la válvula de compuerta (9), lo que permitirá obtener las

pérdidas de carga en dicha válvula.

B. PROCEDIMIENTO.

1. Montar el aparato sobre el Banco hidráulico.

2. Conectar el tubo de entrada el aparato a la impulsión del Banco, y empalmar un conducto

flexible a la salida de aquel, para que pueda desaguar en el tanque volumétrico.

3. Abrir completamente la válvula de control de salida del aparato y la

válvula de compuerta.



4. A continuación, y una vez comprobado que el aire ha sido desalojado, cerrar la válvula de

control de salida y desconectar, con cuidado, la válvula anti - Retorno hasta conseguir que los

finos conductos de tomas de presión y los tubos manométricos del panel estén llenos de agua.

5. Durante el ensayo se puede ajustar a voluntad los niveles de los tubos

manométricos, presurizando lentamente aire con la ayuda de la bomba

manual, si se desea bajarlos liberando aire, a través de la válvula anti -

retorno, si se quiere subirlos.

6. Abrir ligeramente la válvula de control de salida. Tomar las lecturas

indicadas en los tubos manométricos y determinar el caudal del agua,

anotando todos esos valores.

7. De forma escalonada, en sucesivas etapas, ajustar la válvula de control de salida en distintos

grados de apertura e ir anotando, como se ha indicado en el párrafo anterior, todas las

lecturas correspondientes. Cuando se haya alcanzado la máxima apertura de la válvula, repita

el proceso anterior actuando la válvula en sentido contrario hasta que ésta quede totalmente

cerrada.

8. Una vez llegado a este punto se procederá a la segunda parte del ensayo con el fin de

determinar el valor de la constante “K” para la válvula de la compuerta.

9. Utilizando la pinza, estrangular los conductos de las tomas de presión que corresponden al

codo en forma de inglete.



10. Abrir el máximo posible la válvula de control de salida y abrir totalmente la válvula de

compuerta. En sucesivas etapas y escalonadamente, proceder al cierre de dicha válvula

anotando las lecturas manométricas y determinando el caudal correspondiente a cada etapa.

11. Una vez efectuadas varias medidas, repetir el proceso actuando sobre la válvula e compuerta

en sentido contrario hasta que, en varias etapas, se encuentre de nuevo totalmente abierta.



C. TOMA DE DATOS:PERDIDA DE CARGAS LOCALES

Volumen (ml)

Tiempo (s)

Volumen (m3)

Caudal (m3/s) Ensanchamiento. EstrechamientoO Contracción.

Codo Largo Codo Medio Codo Corto Inglete

h1 h2 h1 h2 h1 h2 h1 h2 h1 h2 h1 h21 570 5.74 0.000570 0.00009930 292 294 294 291 292 291 290 289 288 284 256 2502 705 7.22 0.000705 0.00009765 292 294 294 291 292 291 290 289 288 284 256 2503 655 5.29 0.000655 0.00012382 284 288 287 278 284 279 277 274 269 259 183 1694 615 4.82 0.000615 0.00012759 284 288 287 278 284 279 277 274 269 259 183 1695 650 4.19 0.000650 0.00015513 300 306 304 290 300 290 289 285 279 265 155 1356 750 4.84 0.000750 0.00015496 300 306 304 290 300 290 289 285 279 265 155 1357 680 3.36 0.000680 0.00020238 306 314 313 296 306 308 295 292 284 268 135 1108 735 3.55 0.000735 0.00020704 306 314 313 296 306 308 295 292 284 268 135 1109 825 3.34 0.000825 0.00024701 330 338 337 315 329 316 312 307 297 275 95 65

10 681 2.73 0.000681 0.000249451 330 338 337 315 329 316 312 307 297 275 95 65

Todas las alturas se encuentran en mm

VALVULAS

ESTADO DE LAS VALCULAS Barómetro (bar) Tiempo (s) Volumen (ml)ENTRADA SALIDA

MITAD ABIERTA 0.70 0.39 6.35 5000.0000.70 0.39 5.11 4000.000

TOTALMENTE ABIERTA 0.65 0.40 5.40 5000.000.65 0.40 5.51 5000.00



VI. CALCULOS Y RESULTADOS

ENSANCHAMIENTOΔh(m) v1(m/s) v2(m/s) (V)^2/2g K0.002 0.784 0.348 0.031 0.0640.002 0.771 0.343 0.030 0.0660.004 0.977 0.434 0.049 0.0820.004 1.007 0.448 0.052 0.0770.006 1.225 0.544 0.076 0.0780.006 1.223 0.544 0.076 0.0790.008 1.598 0.710 0.130 0.0610.008 1.634 0.726 0.136 0.0590.008 1.950 0.867 0.194 0.0410.008 1.969 0.875 0.198 0.040

Promedio 0.068


ESTRECHAMIENTO

Δh(m)

v1(m/s)

v^2(m/s) v^2/2g K

0.003 0.348 0.784 0.031 0.096

0.003 0.343 0.771 0.030 0.099

0.009 0.434 0.977 0.049 0.185

0.009 0.448 1.007 0.052 0.174

0.014 0.544 1.225 0.076 0.183

0.014 0.544 1.223 0.076 0.184

0.017 0.710 1.598 0.130 0.131

0.017 0.726 1.634 0.136 0.125

0.022 0.867 1.950 0.194 0.114

0.022 0.875 1.969 0.198 0.111

Promedio 0.143

CODO LARGO

Δh(m) v (m/s)

v2/2g (m) K

0.001 0.784 0.031 0.0320.001 0.771 0.030 0.0330.005 0.977 0.049 0.1030.005 1.007 0.052 0.097 0.010 1.225 0.076 0.1310.010 1.223 0.076 0.1310.002 1.598 0.130 0.0150.002 1.634 0.136 0.0150.013 1.950 0.194 0.0670.013 1.969 0.198 0.066

Promedio 0.063

CODO MEDIO

Δh(m) v (m/s)

v2/2g (m) K

0.001 0.784 0.031 0.0320.001 0.771 0.030 0.0330.003 0.977 0.049 0.0620.003 1.007 0.052 0.0580.004 1.225 0.076 0.0520.004 1.223 0.076 0.0520.003 1.598 0.130 0.0230.003 1.634 0.136 0.0220.005 1.950 0.194 0.0260.005 1.969 0.198 0.025

Promedio 0.040

CODO LARGO

Δh(m) v (m/s) v2/2g (m) K0.004 0.784 0.031 0.1280.004 0.771 0.030 0.1320.010 0.977 0.049 0.2050.010 1.007 0.052 0.1930.014 1.225 0.076 0.1830.014 1.223 0.076 0.1840.016 1.598 0.130 0.1230.016 1.634 0.136 0.1180.022 1.950 0.194 0.1140.022 1.969 0.198 0.111

Promedio 0.153

INGLETEΔh(m) v (m/s) v2/2g (m) K0.006 0.784 0.031 0.1920.006 0.771 0.030 0.1980.014 0.977 0.049 0.2880.014 1.007 0.052 0.2710.020 1.225 0.076 0.2620.020 1.223 0.076 0.2620.025 1.598 0.130 0.1920.025 1.634 0.136 0.1840.030 1.950 0.194 0.1550.030 1.969 0.198 0.152

Promedio 0.222


.

ESTADO DE LAS

VALCULAS

Barómetro (bar) Tiempo (s)

Volumen (ml)

Volumen (m3)

Caudal (m3/s) V2/2g Δh(m) k

ENTRADA SALIDA

MITAD ABIERTA

0.70 0.39 6.35 5000 0.00500 0.000787 1.969241 0.000556 0.000282

0.70 0.39 5.11 4000 0.004000.0007

83 0.384432 0.000556 0.001445

TOTALMENTE ABIERTA

0.65 0.40 5.40 5000 0.00500 0.000926 2.723070 0.000535 0.000197

0.65 0.40 5.51 5000 0.00500 0.000907 0.516628 0.000535 0.001036

Promedio 0.000740



0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.20

0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.009

f(x) = 0.00515826943947232 x − 0.00117693438957873R² = 0.888398125593824

ENSANCHAMIENTO

Valores YLinear (Valores Y)

v

∆h

0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.20

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

f(x) = 0.00250414899014813 x − 8.99509432566127E-05R² = 0.647151776522145

ESTRECHAMIENTO


v

∆h



0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.20

0.0020.0040.0060.0080.01

0.0120.014

f(x) = 0.00655734239122775 x − 0.00241503643359502R² = 0.365639376481643

CODO LARGO


v

∆h

0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.20

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

f(x) = 0.00250414899014813 x − 8.99509432566148E-05R² = 0.647151776522145

CODO MEDIO


v

∆h

0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.20

0.0050.01

0.0150.02

0.0250.03

0.035

f(x) = 0.0191670571944018 x − 0.00618167974200504R² = 0.947843649383385

INGLETE


v

∆h



VII. CONCLUSIONES

Las perdidas locales son determinante en el diseño de redes de tuberías. Las pérdidas de carga locales son diferentes para cada tipo de accesorio. Los K varían indefinidamente y algunos pueden estar fuera de la realidad lo que es debido a una

mala toma de datos y errores en la toma de lectura. Ensanchamiento: K=0.068, Se verifica en el Grafico de Gibson. Estrechamiento: K = 0.143 El valor del coeficiente de pérdida de carga local para el Codo Largo calculado es K = 0.063 El valor del coeficiente de pérdida de carga local para el Codo medio calculado es K = 0.040 El valor del coeficiente de pérdida de carga local para el Inglete calculado es K =0.222 El valor de la válvula calculada es 0.000740



VIII. BIBLIOGRAFÍAS

SOTELO AVILA, Gilberto. Hidráulica General. Volumen 1. Editorial Limusa. 1980.

http://vppx134.vp.ehu.es/met/html/nociones/turbu.htm

www.google.com.

Hidráulica de Tuberías y Canales -Arturo rocha


http://www.google.com/

Perdida de Carga LOCAL

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