Pratica 6
- 1. Ingeniería Química Ambiental LABORATORIO INTEGRAL I PRACTICA#6 ” Obtención de Perdidas de Carga por Fricción en válvulas” válvulas”” Alumno: Victor Alejandro Olguin De Lucio No. De Control: 07490708 Maestro: Norman Edilberto Rivera Pazos
- 2. ÍNDICE OBJETIVOS………………………………………………………..3 MOTIVACIÓN……………………………………………………..3 ANTECEDENTES………………………………………………….3 EQUIPO…………………………………………………………….4 DETERMINACIÓN DE LA PÉRDIDA POR ACCESORIOS……………………………………5 DISEÑO DE LA PRÁCTICA……………………………………...6 DATOS OBTENIDOS EN LAS MEDICIONES……………………………………………………...7 DATOS OBTENIDOS EN LAS VÁLVULAS………………………………………………………..8 RESULTADOS…………………………………………………….9 VÁLVULAS (CÁLCULOS)…….………………………………..14 CONCLUSION………………..…………………………………..17 REFERENCIAS…………………………………………………..17 1. OBJETIVOS: 2
- 3. Determinar la pérdida que ocasiona el factor de fricción en los diversos accesorios que podemos encontrar en los diferentes sistemas de tuberías. 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. Pérdida de energía por fricción en accesorios (valvulas) 3
- 4. Las válvulas y accesorios alteran las líneas normales de flujo y dan lugar a fricción. En conductos de corta longitud con muchos accesorios, las pérdidas por fricción causadas a los mismos llegan a ser mayores que las correspondientes a la longitud recta de la tubería. Las pérdidas de energía son proporcionales a la carga de velocidad del fluido conforme pasa por un codo, expansión o contracción de la sección de flujo, o por una válvula. v2 hL = k 2g Donde K des el coeficiente de resistencia. Las válvulas de globo presentan grandes perdidas de energía cuando se encuentran totalmente abiertas, estas perdidas de energía son mayores que en las válvulas de mariposa y en las de cono esto es debido al complicado recorrido del flujo a través de ella. Válvulas con perdidas pequeñas (válvulas de bola, cono y compuerta y para algunas acepciones en válvulas de mariposa), son algunas veces deseables para ser usadas en conducciones con diámetros mayores a las válvulas, esto para tener un mejor control. Transmisiones cónicas deben ser usadas para reducir y expandir flujos y para minimizar las perdidas. Si la válvula es para la disipación de energía, reduciendo el diámetro de la válvula aumentaremos el problema de la cavitación. 4. EQUIPO: 5. DETERMINACIÓN DE LA PÉRDIDA POR ACCESORIOS: 4
- 5. Formula para perdidas de energía en reducción y ensanchamiento. Experimental: v 2 1 − v 2 2 P1 − P2 hL = + 2g γ Y teórico: v2 hL = k 2g Donde k es la el punto de intersección en el eje de la ordenadas con D2 respecto a D1 Formula para perdidas de energía en accesorios como codos. 5
- 6. ∆P hL = γ Y teórica: Le v 2 hL = f D 2g 6. DISEÑO DE LA PRÁCTICA. 1) Conectar las mangueras a la mesa, asegurándose de que estén bien colocadas, evitando así la salida de flujo. 2) Se prende la bomba para iniciar la purgación, para que no altere la lectura de la diferencia de presión. 3) Una vez purgadas las mangueras se cierra la válvula, para poder calibrar a cero. 4) Se abren las válvulas de la mesa hidrodinámica (P1 y P2) poco a poco al mismo tiempo de la mesa. 5) Esperar las lecturas y tomar cada lectura en el medidor 6) Repetir lo mismo para las siguientes tuberías. 7. DATOS OBTENIDOS EN LAS MEDICIONES 6
- 7. ENSANCHAMIENTO Flujo Presión Q(L min) -1 Δp(ml/bar) REDUCCIÓN 21.9 12.6 Flujo Presión 19.8 9 Q(L min) -1 Δp(ml/bar) 17.5 6 20.8 47.8 15.3 3.6 18.8 37.5 13.5 1.3 16.4 26.8 11.8 -0.3 14.3 19 9.4 -1.7 12.3 12.8 7.1 -2.9 10.3 7.5 8 3 6.5 0.7 CODO 90⁰ CODO CURVO DIFERENCIAL ∆P Flujo Presión Flujo Presión Presión Presión Q(L min) -1 Δp(ml/bar) Q(Lmin)-1 ∆P1 ∆P3 ∆P6 21.2 22.7 21.5 87.8 101.3 128.5 19.4 17.6 19.2 59.7 70.6 94 17 12.3 17.3 35.4 44.5 63.5 15.7 9.8 15.7 18 25.1 41.4 13.1 5 13.2 -8.4 -3.6 8.4 1.3 2.7 11 -27.9 -24.4 -15.8 9.3 0.6 8.9 -43.9 -41.6 -35.6 7.3 -1 6.7 -57.2 -55.5 -57.7 8. DATOS OBTENIDOS EN LAS VÁLVULAS 7
- 8. BOLA DIAFRAGMA Válvula de bola Flujo Presión Q(L min) -1 Δp(mbar) 21.5 19.3 20.6 51.8 19.5 92.8 18.4 131.8 17.4 162.7 16.4 196.5 Válvula de diafragma Flujo Presión Q(L min) -1 Δp(mbar) 20 48.3 19 78.1 18 109.2 17 137.5 16 160.4 15 185.3 ASIENTO INCLINADO Válvula de asiento inclinado Flujo Presión Q(L min)-1 Δp(mbar) 20 16.7 19 39.7 18 59.4 17 78.6 16 94.5 15 105.6 14 119.9 8
- 9. 13 132.2 12 144.7 11 170.1 9. RESULTADOS REDUCCION Reduccion T=19ºC d1=17mm d2=14.5mm D1/D2= 1.1724 Dif. Dif. Q(L/min) P(mbar) Vel.2 m/s Vel. 1 m/s P(KN/m^2) hL(m) 20.8 47.8 0.524854908 0.38182512 4.78 0.007096955 18.8 37.5 0.47438809 0.34511117 3.75 0.005781975 16.4 26.8 0.413827908 0.30105442 2.68 0.004382251 14.3 19 0.360837749 0.26250477 1.9 0.003317794 12.3 12.8 0.310370931 0.22579082 1.28 0.002441826 10.3 7.5 0.259904113 0.18907686 0.75 0.001697252 8 3 0.201867272 0.14685582 0.3 0.001008347 6.5 0.7 0.164017159 0.11932035 0.07 0.000652614 9
- 10. ENSANCHAMIENTO Ensanchamiento T=20ºC d1=17mm d2=28.6mm D2/D1=1.6823 Dif. Q(L/min) Dif. P Vel.1. m/s Vel.2. m/s P(KN/m^2) hL(m) 21.9 12.6 0.14207863 0.4020178 1.26 0.007337002 19.8 9 0.128454652 0.36346815 0.9 0.005984123 17.5 6 0.113533152 0.3212471 0.6 0.004664114 15.5 3.6 0.100557934 0.28453315 0.36 0.003647666 13.5 1.3 0.087582717 0.24781919 0.13 0.002752478 11.8 -0.3 0.076553782 0.21661233 -0.03 0.002089726 9.4 -1.7 0.060983521 0.17255558 -0.17 0.001310726 7.1 -2.9 0.046062022 0.13033454 -0.29 0.000728103 10
- 11. CODO CURVO Codo curvo T=20ºC Dif. Q(L/min) Dif. P P(KN/m^2) hL(m) 21.3 29.9 2.99 0.00030479 19.3 23.3 2.33 0.00023751 17.6 18.8 1.88 0.00019164 15.1 11.9 1.19 0.0001213 13.3 7.3 0.73 7.4414E-05 11.8 5 0.5 5.0968E-05 9.6 1.7 0.17 1.7329E-05 7.6 -0.4 -0.04 -4.077E-06 11
- 12. CODO 90° codo 90º T=20ºC Q(L/min) Dif. P(mbar) Dif. P(KN/m^2) hL(m) 21.2 22.7 227 0.023139653 19.4 17.6 176 0.017940877 17 12.3 123 0.012538226 15.7 9.8 98 0.009989806 13.1 5 50 0.00509684 11.3 2.7 27 0.002752294 9.3 0.6 6 0.000611621 7.3 -1 -10 -0.001019368 12
- 13. CODOS CURVOS DIFERENCIAL Q(L/min) dif. P3-1. dif. P6-3 Dif.3-1(KN/m^2)3-1 Dif. 6-3(KN/m^2) hL(m)3-1 hL(m)6-3 hltotal 21.5 13.4 27.3 134 273 0.01366 0.027829 0.041488 19.2 10.9 23.4 109 234 0.011111 0.023853 0.034964 17.3 9.1 19 91 190 0.009276 0.019368 0.028644 15.7 7.1 16.3 71 163 0.007238 0.016616 0.023853 13.2 4.8 12 48 120 0.004893 0.012232 0.017125 11 3.5 8.6 35 86 0.003568 0.008767 0.012334 8.9 2.3 6 23 60 0.002345 0.006116 0.008461 6.7 3.7 3.8 37 38 0.003772 0.003874 0.007645 13
- 14. 10. VÁLVULAS (CÁLCULOS) Válvula de bola 18°C Flujo Presión Velocidad Flujo -1 Δp(mbar) m/s m3/s hL Q(L min) 21.5 19.3 7.01718 0.003583 846.2878 20.6 51.8 6.775771 0.003433 776.9187 19.5 92.8 6.413958 0.00325 696.1621 18.4 131.8 6.052145 0.003067 619.836 17.4 162.7 5.723224 0.0029 554.2933 16.4 196.5 5.394303 0.002733 492.4123 Válvula de diafragma 14
- 15. Flujo Presión Velocidad Flujo Δp(mbar) m/s m3/s hL Q(L min)-1 20 48.3 6.578419 0.003333 488.2136 19 78.1 6.249498 0.003167 440.6128 18 109.2 5.920577 0.003 395.453 17 137.5 5.591656 0.002833 352.7343 16 160.4 5.262735 0.002667 312.4567 15 185.3 4.933814 0.0025 274.6202 Válvula de asiento inclinado 15
- 16. Flujo Presión Velocidad Flujo Δp(mbar) m/s m3/s hL Q(L min)-1 20 16.7 6.578419 0.003333 488.2136 19 39.7 6.249498 0.003167 440.6128 18 59.4 5.920577 0.003 395.453 17 78.6 5.591656 0.002833 352.7343 16 94.5 5.262735 0.002667 312.4567 15 105.6 4.933814 0.0025 274.6202 14 119.9 4.604893 0.002333 230.681 13 132.2 4.275973 0.002167 189.1828 12 144.7 3.947052 0.002 147.6847 11 170.1 3.618131 0.001833 106.1865 11. CONCLUSION 16
- 17. Con los datos de la practica 5 (perdida de energía por accesorios) se logro determinar con mayor exactitud la perdida total con la suma de las válvulas otros accesorios que se mencionaron en la practica 5 12. REFERENCIAS • Robert L. Mott, Mecánica de fluidos, Editorial Pearson, 6ta. Edición. • R. Byron Bird, Fenómenos de Transporte, Editorial Reverté, S.A. 17