Mecanica de fluidos

1. UNIVERSIDADTECNOLOGICADELPERU-FIME
Laboratorio de pérdida de cargas en tuberías
Lab. 03-Rev.0
CARRERA CURSO AMBIENTE
Ingeniería Mecánica MECANICA DE FLUIDOS A106
PRÁCTICA N° NOMBRE DE LA
PRÁCTICA
CÓDIGO DEL
LAB.
DURACIÓN (HORAS)
03 Ensayo de Perdidas de
cargas en tuberías
003-ING-2018 2.0
Elaborado por
Docente
Revisado por
Jefe de Lab.
Aprobado por
Coordinador
Autorizado por
Director
____________
Javier Pierola
Hugo Barreda Hugo Barreda
APELLIDOS Y NOMBRE DEL
ALUMNO
CÓDIGO SECCIÓN HORARIO
REVISIÓN FECHA DESCRIPCIÓN
0 26/06/2019 Primera emisión

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1. INTRODUCCION
Muchos problemas ingenieriles se relacionan con flujos en conductos como ejemplos tenemos los siguientes:
bombeo de petróleo por tuberías, flujo de agua en canales abiertos, extrusión de plásticos y flujo de un fluido a
través de un filtro. En los problemas de flujo en conducciones se trata generalmente de obtener la relación
existente entre la caída de presión y la velocidad volumétrica de flujo, así tenemos que, si se conocen las
distribuciones de velocidad y presión en el sistema, se pueden encontrar las relaciones que se desean.
Debido a que para muchos sistemas que presentan gran interés en ingeniería no es posible calcular los perfiles de
velocidad y presión, hay que recurrir a otros métodos para encontrar la caída de presión en función del caudal y la
fuerza resistente en función de la velocidad. Para ello se utilizan algunos datos experimentales de estas variables
con el fin de construir gráficas o correlaciones que permitan estimar el comportamiento de flujo de sistemas
geométricamente semejantes. Para el establecimiento de estas correlaciones conviene utilizar variables
adimensionales.
Así tenemos que utilizando el análisis dimensional para el tratamiento del flujo a través de conductos se
obtienen los parámetros importantes del flujo de un fluido incompresible en un tubo circular y de sección
transversal constante.
Para un sistema como el representado en la figura 2, tenemos que las variables importantes, así como sus
expresiones dimensionales, aparecen en la siguiente tabla 1:
Tabla 1
Variable Símbolo Dimensión
Caída de presión Δp M/Lt2
Velocidad ν L/t
Diámetro del tubo D L
Longitud del tubo L L
Rugosidad del tubo e e
Viscosidad del fluido Ѵ M/Lt
Densidad del fluido ρ M/L3

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2. OBJETIVOS
 Calcularcondatosexperimentalesdelaboratoriolapérdidaporficciónentuberías.
 Hallar experimentalmente la constante de perdida en tuberías k
 Para encontrar las pérdidas de presión a lo largo de las tuberías y en las conexiones para el flujo
3. MATERIALES
 1 Cronómetro
 1 Flexómetro
 1 Vernier
 1 Equipo de perdida de cargas en tuberías
 1 Destornillador
 1 Banco hidráulico
Figura 1

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0.25
B B
2
4. FUNDAMENTO
Debido a que para muchos sistemas que presentan gran interés en ingeniería no es posible calcular los perfiles de
velocidad y presión, hay que recurrir a otros métodos para encontrar la caída de presión en función del caudal y
la fuerza resistente en función de la velocidad. Para ello se utilizan algunos datos experimentales de estas
variables con el fin de construir gráficas o correlaciones que permitan estimar el comportamiento de flujo de
sistemas geométricamente semejantes. Para el establecimiento de estas correlaciones conviene utilizar variables
adimensionales.
Figura 2
Las diferentes variables se combinan para obtener números adimensionales independientes y de número de
acuerdo con el teorema de Buckingham. De esta manera la caída de presión en una tubería puede
caracterizarse mediante la ecuación:
Como la caída de presión se debe a la fricción del fluido, este parámetro se escribe, a menudo reemplazando
a por donde k es la “pérdida de carga”, así tenemos:
A=ᴫd²/4
V=Q/A
K = 2gh / V²
Re = (ρ.ν.d)/ Ѵ
Para flujo laminar: f=16/Re
Para flujo turbulento: f=0.0785/Re
Perdida de carga en accesorios: h = (K V )/2g
K= Constante de perdida de carga en la válvula de compuerta
Q= caudal
V= velocidad
Re= Numero de Reynolds

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5. PROCEDIMIENTO (DESCRIPCION)
DESARROLLO DE LAPRACTICA
Para las diferentes redes de tuberías.
Se proceda a medir longitud, diferencia de altura (si las hay) y diámetros de la tubería, a continuación, se
enciende la bomba y se espera aproximadamente de 2 a 3 minutos para estabilizar el flujo y proceder a realizar
las siguientes mediciones:
La caída de presión generada en cada uno de los accesorios (Válvulas).
El flujo de descarga (con un recipiente y cronómetro) en la parte final de la red.
Además:
 Variar la capacidad de la bomba, y realizar todas las mediciones anteriores.
 Anota en la tabla 2 los datos obtenidos.
Tabla 2
Presión en
manómetro
Presión
manómetro (m
agua)
Caudal en (L/s)
Volumen del
caudal en m/s
Altura en mm del piezómetro en la
tubería azul oscuro
1 y 2 2 y 3 5 y 6
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5

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Tabla 3
Válvula de compuerta
Presión en
manómetro
(bar)
Pressure Gauge
(m water)
hL
Volumen del
caudal en m/s
% Flujo
Velocidad
(m.s¯¹)
V
Constante de
perdida en la
válvula de globo
K
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
Temperatura del agua :15 C
6. ENTREGABLES
Con los datos obtenidos:
1.- Calcular las pérdidas por fricción en las secciones analizadas. Incluir en una tabla los resultados
experimentales y los teóricos.
2.- Incluir el diagrama de tuberías.
2.- Deduzca las ecuaciones para hallar perdida de carga en tuberías.

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7. CONCLUSIONES

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8. PRECAUCIONES Y RECOMENDACIONES
 Utilizar mandil oguardapolvo.
 Realizar loscálculosen lasunidadescorrectas.
 Utilizar lospañosparanomancharelambiente de trabajo.
 Nojugar ycomer dentro del laboratorio.

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9. BIBLIOGRAFIA