Práctica 4: Pérdidas por fricción en accesorios

INFORME DE LABORATORIO PRÁCTICA 4: PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN ACCESORIOS

ALICIA JULIANA GIRALDO FEO

alicia.giraldo@estudiantes.uamerica.edu.co

DOCENTE: Carlos A. Mendoza Neira

Universidad de América Campus de los Cerros.

1. OBJETIVOS:

• Determinar las pérdidas por fricción en accesorios tipo codos, Tés, etc.
• Determinar experimentalmente el valor promedio de las constantes para cada uno de los aditamentos utilizados: codos de 90°, codos de 45°, Tés u otros accesorios.
• Comparar los resultados obtenidos con los obtenidos experimentalmente.
• Calcular la longitud equivalente de cada uno de los codos, tés, etc. Y comparar los datos con los calculados por fórmulas.

2. MARCO TEÓRICO:

Las pérdidas de energía por accesorios se dan por cambios de dirección y velocidad del fluido en válvulas Tés, codos, etc.
Se propusieron diversas fórmulas para el cálculo de diversas pérdidas de carga por frotamiento, cuando los fluidos circulan en curvas, accesorios, etc., pero el método más sencillo es considerar cada accesorio como equivalente a una longitud determinada de tubo recto. Esto permite reducir las pérdidas en los tubos, válvulas o accesorios en general a un denominador común: la longitud equivalente del tubo de igual rugosidad relativa.


3. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y/O MATERIALES:

• Banco de fluidos con las siguientes características:
• En la parte superior del banco hay instaladas 5 líneas de tuberías, tres metálicas y dos plásticas.
• A continuación existe una línea de tubería plástica con tres válvulas y una serie de accesorios.
• Luego hay instalada otra tubería plástica, con dos medidores de caudal y otra serie de accesorios, codos de 90°, codos de 45°, Tés con flujo a través de un tramo, Tés con flujo a través de un ramal.
• En la parte izquierda del Banco está instalado el medidor principal de caudal y la columna manométrica de tipo líquido y hay disponibilidad para la medida de la presión con tubos Bourdon.
• En la parte inferior del Banco está la bomba y el depósito de agua, allí se encuentra los switch de prendido y apagado.
• Dos cronómetros.
• Dos beakers plásticos de 1000 mL.
• Dos probetas de 2000 cm³.

4. MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS:

1. Revise si el nivel del agua en el depósito es el indicado para su correcta operación y verifique la instalación eléctrica.
2. Determine los diferentes acoples para la instalación de las tomas de presión.
3. Anote los datos iniciales de la columna de mercurio.
4. Coloque en posición abierta todas las válvulas del sistema y prenda la bomba.
5. Verifique la ausencia de aire en el sistema y elimine éste manteniendo el banco en funcionamiento durante varios minutos (5 a 6 minutos).
6. Revise la buena operación del medidor principal de caudal.
7. Considerando el tramo de tubería a utilizar, es decir aquella donde están ubicados los accesorios a usar, cierre una a una las válvulas de los tramos que no sean de interés.
8. Espere que el sistema se estabilice.
9. Tomar para cada sector del accesorio a medir los valores de presiones con los dos manómetros disponibles y varíe el caudal diez veces, tomando simultáneamente el aforo con el beaker y tome nota del tiempo.
10. Inicie con flujos bajos y aumente éste o con flujos altos y luego disminuya el caudal, tomando para cada uno de ellos los datos de las presiones, caudales, volúmenes y tiempos.
11. Cada vez que cambie el accesorio, cierre completamente la válvula que regula el flujo y apague la bomba.
12. A continuación instale los medidores de presión en el nuevo accesorio a usar y repita el procedimiento descrito.
13. Al terminar la práctica, cierre lentamente la válvula que controla el flujo y suspenda el circuito eléctrico.

5. CÁLCULOS Y RESULTADOS:

Para válvulas:

Para tubo Venturi, Pitot y placa orificio:

Para tubos:

6. ANÁLISIS DE RESULTADOS: 

Los resultados obtenidos experimentalmente respecto a las pérdidas por fricción en accesorios, no pueden ser comparados con los obtenidos teóricamente por medio de fórmulas, ya que en su gran mayoría, por no decir todos, el porcentaje de error que éstos presentan es del 100%.

Fotos del laboratorio:

Figuras 1 y 2. Tablero de control para la apertura de los accesorios. 

Figura 3. Tuberías. 

Figura 4. Accesorios: Codos y Tee.

 Figura 5. Accesorios: Válvula de retención y válvula de globo.

Figura 6. Accesorios: Válvula de bola.

Figura 7. Información de los accesorios del banco.

Figura 8. Tubo Venturi, tubo Pitot y placa orificio.

7. CONCLUSIONES:

• Por medio del caudal, la velocidad y el diámetro de tubería se pudo determinar experimentalmente el valor de las pérdidas por fricción para cada uno de los accesorios del banco.
• Al comparar las pérdidas experimentales con las teóricas, se encuentra un error que ronda el 100% por lo que se concluir medición equívoca de los datos necesarios para hallar dichas pérdidas.