Pratica 4
- 2. ÍNDICE OBJETIVOS………………………………………………………..3 MOTIVACIÓN……………………………………………………..3 ANTECEDENTES………………………………………………….3 EQUIPO…………………………………………………………….4 DETERMINACION DEL FACTOR DE FRICCIÓN…………………………………….5 DISEÑO DE LA PRÁCTICA………………………………………6 DESARROLLO DE LA PRÁCTICA………………….…………………………….. 7 MEMORIA DE CÁLCULO..………………………………………8
- 3. 1. OBJETIVOS: Calcular el factor de fricción en la tubería de galvanizado, Cu y PVC. 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. Forma experimental para tuberías de galvanizado, Cu y PVC:
- 4. Forma teórica para tuberías rugosas, en éste caso la tubería de galvanizado y de Cu, en donde el flujo debe ser turbulento al calcular Re: Y para tuberías lisas, en éste caso el PVC, en donde el flujo debe ser laminar al calcular Re: 4. EQUIPO:
- 5. 5. DETERMINACION DEL FACTOR DE FRICCIÓN: Ecuación de la forma experimental Entonces tenemos que Si sustituimos términos obtenemos la ecuación: La cual usaremos para determinar el factor de fricción de los 3 tubos, galvanizado, Cu y PVC.
- 6. El diagrama de Moody es la representación gráfica en escala doblemente logarítmica del factor de fricción en función del número de Reynolds y la rugosidad relativa de una tubería. 6. DISEÑO DE LA PRÁCTICA. 1. conectar las mangueras al tubo galvanizado 2. se conectan las mangueras para medir la perdida de presión 3. se prende la bomba para purgar y se abre el medidor de presiones 4. se apaga la bomba, después se cierra la válvula y se desconecta la manguera del medidor de las presiones 5. se calibra el medidor hasta obtener cero en el medidor 6. se conectan las mangueras del medidor se comienza a obtener los datos 7. se realizan los mismo pasos para el tubo de cobre y PVC
- 7. 7. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Para obtener un completo desarrollo de la practica se tiene que disponer del uso del equipo que es una mesa hidrodinámica la cual consta de un tanque (2) al que se le debe llenar con liquido, en este caso agua, para asi tener una fuente de alimentación hacia las mangueras que van conectadas a las tuberías que forman parte del equipo, esta vez solo se utilizaran las tuberías de galvanizado, Cu y PVC, cuyo diámetro interior es de 16mm para galvanizado y Cu y 17mm para PVC; antes de encender el equipo hay que confirmar que las válvulas del registrador electrónico de la presión (6) se encuentren cerradas y hay que conectar las mangueras correspondientes a la presión a esta parte del equipo y a las respectivas tuberías (las mangueras se conectan al registrador electrónico de la presión, en este caso a P1 y P2) y en la parte de las tuberías que está diseñada con entradas para tomar la presión (esto con el fin de evitar que fluya liquido hacia el exterior), es muy importante purgar el equipo antes de cualquier toma de mediciones para evitar errores en los resultados deseados, esta vez si nos interesa conocer el diferencial de presión y las mediciones de Q (caudal, capacidad, gasto, etc.) a diferentes aberturas de la válvula mariposa (llave de descarga) (11); por otra parte al encender el equipo es necesario verificar que el rotor de el sensor de flujo del impulsor (12) que se encuentra del lado de la llave de descarga funcione correctamente e iniciar la toma de mediciones de la manera adecuada por medio del gabinete de interruptores con caratulas digitales para Q y diferencial de presión (5) (de manera que se reduzca Q de dos en dos unidades, hasta llegar de 8 a 10 tomas de datos), se realizará el mismo procedimiento para cada tubería.
- 8. 8. MEMORIA DE CÁLCULO = adimensional v = 1.067x10-6 m2/s Tubería = .016m, TABLA 1 y 2 π = 3.141592654 Tubo Galvanizado Mediciones Q(L/min) ΔP(mbar) Q(m3/s) ΔP(Pa) V(m/s) Re f 1 20.7 51.2 0.000345 5120 1.71588923 25730.2977 0.055646967 2 18.7 40.7 0.000311667 4070 1.55010283 23244.2786 0.054203006 3 16.5 30.1 0.000275 3010 1.36773779 20509.6576 0.051315098 4 14.6 22.6 0.000243333 2260 1.21024071 18147.9395 0.049389826 5 12.5 15.6 0.000208333 1560 1.03616499 15537.6194 0.047223895 6 10.4 9.5 0.000173333 950 0.86208928 12927.2993 0.040726102 7 8.4 4.9 0.00014 490 0.69630288 10441.2802 0.037219357 8 6.2 0.9 0.000103333 90 0.51393784 7706.65923 0.031718579 Tubo Cobre Mediciones Q(L/min) ΔP(mbar) Q(m3/s) ΔP(Pa) V(m/s) Re f 1 21.5 28.8 0.000358333 2880 1.78220379 26724.7054 0.02901535 2 19.5 22.7 0.000325 2270 1.61641739 24238.6863 0.02780154 3 17.7 18 0.000295 1800 1.46720963 22001.2691 0.02658773 4 15.7 14.1 0.000261667 1410 1.30142323 19515.25 0.02537392 5 13.5 9.4 0.000225 940 1.11905819 16780.629 0.02416011 6 11.5 6.1 0.000191667 610 0.95327179 14294.6099 0.02294632 7 9.6 3.3 0.00016 330 0.79577472 11932.8917 0.01667568 8 7.2 0.2 0.00012 20 0.59683104 8949.66878 0.013776273
- 9. = adimensional v = 1.067x10-6 m2/s Tubería = .017m, TABLA 3 π = 3.141592654 Tubo PVC Mediciones Q(L/min) ΔP(mbar) Q(m3/s) ΔP(Pa) V(m/s) Re f 1 21.8 21.2 0.000363333 2120 1.60072792 25503.6313 0.02819587 2 19.8 165 0.00033 16500 1.64128535 24611.5891 0.02684579 3 17.9 12.6 0.000298333 1260 1.48378827 22249.871 0.02549571 4 15.7 8.7 0.000261667 870 1.30142323 19515.25 0.02414563 5 13.9 5.9 0.000231667 590 1.15221547 17277.8328 0.02279555 6 11.8 3.3 0.000196667 330 0.97813975 14667.5127 0.01930578 7 9.8 0.9 0.000163333 90 0.81235336 12181.4936 0.01581601 Comparación de los factores de fricción de los 3 tubos Comparacion Factor de Friccion 0.06 0.05 factor de friccion 0.04 Galvanizado 0.03 Cobre 0.02 PVC 0.01 0 0 10000 20000 30000 Reynolds