Este documento presenta los cálculos realizados para determinar las pérdidas de carga en tuberías de diferentes diámetros debido a la fricción y accesorios. Se graficaron las curvas de caudal vs pérdidas por fricción, número de Reynolds vs factor de fricción, y coeficiente de pérdidas vs número de Reynolds para codos. Las conclusiones fueron que las pérdidas aumentan exponencialmente con el caudal, disminuyen con el diámetro, y que la rugosidad absoluta estaba entre 0.0125-0.0148mm.

1. Alumno: Aychasi Naupari. Renato Miguel Código:20104020B
Cálculos:
a) Pérdidas primarias:
Para el 1er dato:
ρHg=13600 Kg/m3
; ρH2O=1000 Kg/m3
; ѵH2O=10-6
m2
/s
D1=0.5 pulg =0.0127 m ; L=3.551 m
∆h1=9.4 cm-Hg ; Vol=30 L = 0.03m3
; t=132 s
- Caudal:
𝑄 =
𝑉𝑜𝑙
𝑡
=
0.03
132
= 2.27 × 10−4 𝑚3
𝑠⁄
- Velocidad:
𝑉 =
𝑄
𝐴
=
2.27 × 10−4
𝜋∗ 0.01272
4
= 1.7941 𝑚
𝑠⁄
- Número de Reynolds:
𝑅𝑒 =
𝑉. 𝐷1
𝜐
=
1.7941 ∗ 0.0127
10−6 = 22785.2
- Pérdidas por fricción:
𝐻𝑓 =
Δ𝑃
𝛾 𝐻2 𝑂
=
Δℎ1( 𝜌 𝐻𝑔 − 𝜌 𝐻2 𝑂) 𝑔
𝑔 ∗ 𝜌 𝐻2 𝑂
= 0.1269 ∗ Δℎ1 = 12.69 ∗ 0.094 = 1.1929 𝑚
- Factor de fricción:
𝐻𝑓 = 𝑓.
𝐿
𝐷
.
𝑉2
2𝑔
→ 𝑓 = 𝐻𝑓.
𝐷
𝐿
.
2𝑔
𝑉2 =
1.1929 ∗ 0.0127 ∗ 2 ∗ 9.81
3.551 ∗ 1.79412 = 0.026
- Rugosidad relativa:
𝑓−0.5 = −2 ∗ log (
2.51
𝑅𝑒√ 𝑓
+
𝜀
3.71
) → 𝜀 = 3.71 [10
−
1
2√ 𝑓 −
2.51
𝑅𝑒√ 𝑓
]
𝜀 = 3.71 [10
−
1
2√0.026 −
2.51
22785.2√0.026
] = 0.000408

2. Dato h(cm-Hg) Vol(L) t(s) Q(m3
/s) V(m/s) Re Hf (m) f ɛ
1 9.4 30 132 2.27E-04 1.7941 22785.2 1.1929 0.02600 0.000408
2 9.2 30 137 2.19E-04 1.7286 21953.7 1.1675 0.02742 0.000983
3 9.2 30 138 2.17E-04 1.7161 21794.6 1.1675 0.02782 0.001166
4 25.7 30 71 4.23E-04 3.3355 42361.3 3.2613 0.02057 -0.000322
5 25.7 30 70 4.29E-04 3.3832 42966.5 3.2613 0.01999 -0.000453
6 25.7 30 70 4.29E-04 3.3832 42966.5 3.2613 0.01999 -0.000453
7 37.8 30 57 5.26E-04 4.1548 52765.8 4.7968 0.01950 -0.000290
8 37.8 30 56 5.36E-04 4.2290 53708.1 4.7968 0.01882 -0.000423
9 37.5 30 59 5.08E-04 4.0139 50977.2 4.7588 0.02073 -0.000021
Dato h(cm-Hg) Vol(L) t(s) Q(m3
/s) V(m/s) Re Hf (m) f ɛ
1 6.1 30 53 5.66E-04 1.9859 37832.1 0.7741 0.02066 -0.000480
2 6.0 30 53 5.66E-04 1.9859 37832.1 0.7614 0.02032 -0.000574
3 10.7 30 39 7.69E-04 2.6988 51412.9 1.3578 0.01962 -0.000293
4 10.9 30 37 8.11E-04 2.8447 54191.9 1.3832 0.01799 -0.000587
5 10.9 30 37 8.11E-04 2.8447 54191.9 1.3832 0.01799 -0.000587
6 13.8 30 32 9.38E-04 3.2892 62659.4 1.7512 0.01704 -0.000591
7 13.8 30 33 9.09E-04 3.1895 60760.7 1.7512 0.01812 -0.000423
Dato h(cm-H2O) Vol(L) t(s) Q(m3
/s) V(m/s) Re Hf (m) f ɛ
1 16.5 30 59 5.08E-04 1.0035 25488.6 0.1648 0.02297 -0.000548
2 12.0 30 70 4.29E-04 0.8458 21483.2 0.1199 0.02351 -0.000792
3 13.0 30 67 4.48E-04 0.8837 22445.2 0.1298 0.02334 -0.000738
4 34.0 30 39 7.69E-04 1.5181 38559.6 0.3396 0.02068 -0.000442
5 34.1 30 38 7.89E-04 1.5580 39574.4 0.3406 0.01969 -0.000663
6 49.0 30 33 9.09E-04 1.7941 45570.5 0.4894 0.02134 0.000002
7 48.9 30 32 9.38E-04 1.8502 46994.6 0.4884 0.02002 -0.000314
Dato h(cm-H2O) Vol(L) t(s) Q(m3
/s) V(m/s) Re Hf (m) f ɛ
1 7.8 30 47 6.38E-04 0.8062 25597.0 0.0779 0.02103 -0.001187
2 8.2 30 48 6.25E-04 0.7894 25063.8 0.0819 0.02306 -0.000557
3 14.8 30 32 9.38E-04 1.1841 37595.7 0.1478 0.01849 -0.001040
4 14.5 30 31 9.68E-04 1.2223 38808.4 0.1448 0.01700 -0.001297
5 16.5 30 28 1.07E-03 1.3533 42966.5 0.1648 0.01579 -0.001336
6 16.2 30 28 1.07E-03 1.3533 42966.5 0.1618 0.01550 -0.001383
Tubería de ½ pulg:
Tubería de ¾ pulg:
Tubería 1 pulg:
Tubería 1¼ pulg:

3. Dato h(cm-H2O) Vol(L) t(s) Q(m
3
/s) V(m/s) Re Hs (m) Kexp Kf
1 2.2 30 41 7.32E-04 0.9242 29343.0 0.022 0.5054
2 2.1 30 41 7.32E-04 0.9242 29343.0 0.021 0.4824
4 4.4 30 29 1.03E-03 1.3066 41484.9 0.044 0.5057
5 4.4 30 28 1.07E-03 1.3533 42966.5 0.044 0.4714
0.2945
b) Pérdidas en accesorios:
Codo de radio largo
Para el 1er dato:
ρH2O=1000 Kg/m3
; ѵH2O=10-6
m2
/s
D1=1.25 pulg =0.03175 m ; L=3.551 m
∆h1=2.2 cm-H2O ; Vol=30 L = 0.03m3
; t=41 s
- Caudal:
𝑄 =
𝑉𝑜𝑙
𝑡
=
0.03
41
= 7.32 × 10−4 𝑚3
𝑠⁄
- Velocidad:
𝑉 =
𝑄
𝐴
=
7.5 × 10−4
𝜋∗ 0.031752
4
= 0.9242 𝑚
𝑠⁄
- Número de Reynolds:
𝑅𝑒 =
𝑉. 𝐷1
𝜐
=
0.9473 ∗ 0.03175
10−6 = 29343
- Pérdidas por cambio de dirección:
𝐻𝑆 =
Δ𝑃
𝛾 𝐻2 𝑂
=
Δℎ1 ∗ 𝜌 𝐻2 𝑂 ∗ 𝑔
𝑔 ∗ 𝜌 𝐻2 𝑂
= Δℎ1 = 0.022 𝑚
- Coeficiente de pérdida experimental del accesorio:
𝐻𝑆 = 𝐾
𝑉2
2𝑔
→ 𝐾𝑒𝑥𝑝 = 𝐻𝑆 ∗
2𝑔
𝑉2 = 0.022 ∗
2 ∗ 9.81
0.92422 = 0.50536
- Coeficiente de pérdida por fórmula del accesorio:
𝐾𝑓 =
𝜃
90
[0.131 + 0.1635 ∗ (
𝑅𝑜
𝐷
)
7
2⁄
] =
90
90
[0.131 + 0.1635 ∗ (
1.25
1.25
)
7
2⁄
] = 0.2945
Codo de radio largo:

4. Dato h(cm-H2O) Vol(L) t(s) Q(m
3
/s) V(m/s) Re Hs (m) K Kf
1 5.9 30 40 7.50E-04 0.9473 30076.5 0.059 1.2900
2 6.0 30 40 7.50E-04 0.9473 30076.5 0.060 1.3118
4 11.8 30 27 1.11E-03 1.4034 44557.8 0.118 1.1755
5 11.5 30 28 1.07E-03 1.3533 42966.5 0.115 1.2320
3.6325
Codo de radio corto:
Resultados:
- Gráfica Q vs Hf

5. D (m) ɛ e(mm)
0.0127 0.000408 0.0052
0.0127 0.000983 0.0125
0.0127 0.001166 0.0148
- Gráfica Re vs f (Diagrama de Moody)
Rugosidad absoluta:
- Gráfica 1/√f vs D/e

6. - Gráfica K vs Re

7. Conclusiones:
- De las gráficas de ‘Caudal(Q) vs Pérdidas(Hf)’ se comprueba que, al aumentar
el caudal, aumentan las pérdidas por fricción de manera exponencial.
- De las gráficas de ‘Caudal(Q) vs Pérdidas(Hf)’ se comprueba que, para un
mismo caudal, al aumentar el diámetro de la tubería, las pérdidas por fricción
disminuyen.
- De la gráfica de ‘Re vs f’ (Diagrama de Moody), se puede concluir que las
rugosidades relativas de las tuberías se presentan entre 0.0005 y 0.0015, y que
la rugosidad absoluta del material de la tubería se encuentra entre 0.0125mm y
0.0148mm.
- De las gráficas de ‘K vs Re’, se puede concluir que el codo de radio largo
presenta menos pérdidas secundarias que el codo de radio corto. Asimismo,
comparando con la fórmula dada para el cálculo del coeficiente K, la que más se
acerca a esta ecuación es el codo de radio largo.
Observaciones:
- La mayoría de rugosidades salieron negativas, lo cual dificulta establecer y
comparar los resultados de la experiencia (el comparativo con la ecuación de
Nikuradse y la comparación en el diagrama de Moody).
- Se adicionó los 5mm de descalibración en el manómetrode mercurio, en la toma
de datos de la tubería de diámetro ¾”, para poder realizar los cálculos
respectivos.