Este documento presenta los resultados de una práctica de laboratorio para determinar experimentalmente el factor de fricción en tuberías lisas y rugosas de galvanizado, cobre y PVC. Se midieron los cambios de presión y caudales en cada tubería y se graficaron los resultados junto con las curvas teóricas de Moody para comparar. Los estudiantes concluyeron que el factor de fricción aumenta a medida que disminuye el número de Reynolds, lo cual coincidió con la teoría.

1. Instituto Tecnológico de Mexicali
Ingeniería Química
Laboratorio integral 1
“REPORTE”
Practica #4
“Determinación experimental de correlaciones para el
factor de fricción en tubos lisos y rugosos”
ALUMNAS:
Cano Mercado Claudia Azucena.
Murillo Castillo María Margarita.
PROFESOR:
Prof. Norman E. Rivera Pazos.
Mexicali Baja California, 04 de Marzo del 2010

2. INDICE
1. Introducción
2. Objetivos……………………………………………………….…...2
3. Motivación………………………………………………………….2
4. Hipótesis……………………………………………………...…….2
5. Fundamento teórico
• Marco teórico……………………………….……….3
• El equipo…………………………………………….4
• Modelo matemático…………………………….……5
6. Diseño de la práctica
• Procedimiento…………………………………...…..6
7. Análisis de datos y resultados
• Tablas…………………………………………….....7
• Gráficas…………….………………………….…...9
8. Conclusión….……………………………………………….……...15
9. Referencias……………………………………………………......16

3. INTRODUCCION
Esta práctica nos dará la oportunidad de aprender a determinar el factor de fricción en
tuberías como lo son la de galvanizado, cobre y PVC con los mismos diámetros en las
primeras dos y la otra de PVC es uno diferente.
En si lo mas importante es tomar las diferentes perdidas de fricción en estas tuberías y
para obtener un resultado más preciso y visual lo demostraremos en graficas en
comparación de nuestros resultados teóricos, prácticos y en comparación con la grafica
de Moody.
Para obtención de dichos resultados tomaremos formulas y tablas ya antes vistas en
clase y tomadas de el libro de Mott que utilizamos en operaciones unitarias 1.
1

4. OBJETIVOS.
Objetivo general.
Determinación experimental de correlaciones para el factor de fricción en tubos lisos y
rugosos.
Objetivos específicos.
Reconocer la importancia del factor de fricción al diseñar tuberías.
Realizar las mediciones necesarias para el cálculo de factores de fricción en tubos
de diferentes características.
Motivación.
Esta práctica nos servirá por que como sabemos en la industria forma parte de algo
importante y el resultado será el saber utilizar las diferentes formulas para constatar el
factor de fricción en cada una de las tuberías ya sean de cobre, galvanizado o PVC como
lo es en este caso y determinar a su vez cual es el flujo que hay ya sea laminar o
turbulento.
Hipótesis.
Demostraremos con los datos recolectados de las diferentes tuberías al momento de
graficarlos nos daremos cuenta que el factor de fricción aumenta cuando el numero de
Reynolds disminuye y lo demostraremos con la comparación de estas graficas con la de
Moody.
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5. FUNDAMENTO TEORICO.
Marco teórico.
Flujo laminar:
Se llama flujo laminar o corriente laminar, al tipo de movimiento de un fluido cuando
éste es perfectamente ordenado, estratificado, suave, de manera que el fluido se mueve
en láminas paralelas sin entremezclarse si la corriente tiene lugar entre dos planos
paralelos, o en capas cilíndricas coaxiales como, por ejemplo la glicerina en un tubo de
sección circular. Las capas no se mezclan entre sí. El mecanismo de transporte es
exclusivamente molecular. Se dice que este flujo es aerodinámico. En el flujo
aerodinámico, cada partícula de fluido sigue una trayectoria suave, llamada línea de
corriente
La pérdida de energía es proporcional a la velocidad media. El perfil de velocidades tiene
forma de una parábola, donde la velocidad máxima se encuentra en el eje del tubo y la
velocidad es igual a cero en la pared del tubo.
Flujo turbulento:
al movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en que las partículas se mueven
desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños
remolinos aperiódicos, como por ejemplo el agua en un canal de gran pendiente. Debido
a esto, la trayectoria de una partícula se puede predecir hasta una cierta escala, a partir
de la cual la trayectoria de la misma es impredecible, más precisamente caótica.
3

6. 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.
Equipo.
Mesa de hidrodinámica del laboratorio de Química.
De la cual se obtienen 10 valores de ΔP y Q para las tuberías
de galvanizado, cobre y PVC.
Nota: Al momento de graficar tuvimos que eliminar los valores
negativos del ΔP de cada una de las tuberías.
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Modelo matemático.
Para obtener Reynolds.

7. Para obtener el factor de fricción.
Igualar:
Pero:
Sustituyendo:
Despejando términos:
Al hacer un análisis dimensional obtenemos que es adimensional
En el caso de la tubería lisa:
Tubería lisa
Laminar Turbulento
Re<2000 Re<100000
Para la obtención del factor 1x10-6≤ E/D ≤1x10-2
de fricción teórico será: 5000≤ Re ≤1x108
DISEÑO DE LA PRÁCTICA.
Procedimiento.

8. 1. Conectar las mangueras en los puntos que se desea calcular de la mesa
hidrodinámica y asegurarlas para evitar la salida del flujo (agua).
2. Para iniciar la purgación se enciende la mesa hidrodinámica y se abre la válvula;
a su vez asegurándose de que no queden burbujas en las mangueras ni que estas
estén por debajo de los tubos porque si no se obtendrá un resultado erróneo.
3. Después de tener nuestro equipo purgado se cierra la válvula para así poder
calibrar a cero.
4. Al empezar a tomar mediciones la válvula tendrá que estar completamente
abierta y empezar a tomar los 10 datos con variaciones de 2 en el flujo
aproximadamente.
6
ANALISIS DE DATOS Y RESULTADOS.
Datos:

9. Para reynolds viscosidad Π d galvanizado d cobre d PVC
1,06E-06 3,14159265 0,0016 0,0016 0,0017
para factor de f d galvanizado5 d cobre5 d PVC5 Π2 L densidad
9,8696505
1,0486E-09 1,0486E-09 1,4199E-09 6 1 998
Tablas:
Galvanizado
ΔP(pascales Factor de Numero de
ΔP(mbar) ) Q(L/min) Q(m3/s) fricción Reynolds
0,0003456 26075,0105
51,2 5120 20,7 9 0,05553637 5
0,0003122 0,05409528 23555,6858
40,7 4070 18,7 9 5 6
0,0002755 0,05138623
30,1 3010 16,5 5 8 20784,4287
0,0002438 0,04927775 18391,0702
22,6 2260 14,6 2 9 5
0,0002087 0,04640371 15745,7793
15,6 1560 12,5 5 9 2
0,0001736 0,04125273 13100,4883
9,6 960 10,4 8 8 9
0,0001402 0,03227644
4,9 490 8,4 8 7 10581,1637
0,0001035 0,01088196 7809,90654
0,9 90 6,2 4 6 3
0,0000734 5542,51432
-1,4 -140 4,4 8 -0,03361018 1
0,0000417 3149,15586
-3,7 -370 2,5 5 -0,27515026 4
Cobre
Factor de Numero de
ΔP ΔP Q(L/min) Q(m3/s) fricción Reynolds
0,0003590 0,02895768 270827,404
28,8 2880 21,5 5 2 3
0,0003256 0,02774628 245634,157
22,7 2270 19,5 5 6 4
0,0002955 0,02670386 222960,235
18 1800 17,7 9 9 2

10. 0,0002621 197766,988
14,1 1410 15,7 9 0,02658692 3
0,0002254 0,02397223 170054,416
9,4 940 13,5 5 6 7
0,0001920 0,02143790 144861,169
6,1 610 11,5 5 7 7
0,0001603 0,01664254 120927,585
3,3 330 9,6 2 3 2
0,0001202 0,00179313 90695,6888
0,2 20 7,2 4 6 9
0,0000885 66762,1043
-1,4 -140 5,3 1 -0,02316458 2
0,0000584
-3 -300 3,5 5 -0,11382388 44088,1821
7
PVC
ΔP(pascales Factor de Numero de
ΔP(mbar( ) Q(L/min) Q(m3/s) fricción Reynolds
0,0003640 0,02807474 258453,074
21,2 2120 21,8 6 3 2
0,0003306 0,02648783
16,5 1650 19,8 6 6 234741,783
0,0002989 0,02474898 212216,056
12,6 1260 17,9 3 5 3
0,0002621 0,02221328
8,7 870 15,7 9 9 186133,636
0,0002321 0,01921831 164793,473
5,9 590 13,9 3 6 9
0,0001970 0,01491567 139896,618
3,3 330 11,8 6 2 2
0,0001636 0,00589770 116185,326
0,9 90 9,8 6 8 9
0,0001285 91288,4711
-0,9 -90 7,7 9 -0,00955331 7
0,0000951 67577,1799
-2,4 -240 5,7 9 -0,04648945 5
0,0000617 43865,8887
-3,3 -330 3,7 9 -0,15170623 4

11. 8
Datos obtenidos con la formula
Datos del Tubo de Datos del tubo de Datos del tubo de
galvanizado: cobre PVC
No. Reynolds Factor de Fricción
No. De Reynolds Factor de fricción No. De Reynolds Factor de Fricción
25845.30742 2.80E-02
26075.01055 0.055469673 27082.74043 0.028922904
23474.1783 0.026456025
23555.68586 0.054030319 24563.41574 0.027712963
21221.60563 0.024719263
20784.4287 0.051324525 22296.02352 0.026671799
18613.3636 0.022186611
18391.07025 0.049218578 19776.69883 0.02655499
16479.34739 0.019195235
15745.77932 0.04634799 17005.44167 0.023943446
13989.66182 0.014897759
13100.48839 0.041203195 14486.11697 0.02141216
11618.53269 0.005890625
10581.1637 0.032237685 12092.75852 0.016622556
9128.847117 -0.00954184
7809.906543 0.010868897 9069.568889 0.001790982
6757.717995 -0.04643362
5542.514321 -0.03356982 6676.210432 -0.02313676
4386.588874 -0.15152403
3149.155864 -0.27481981 4408.81821 -0.11368718

12. 9
Datos del Tubo de Datos del tubo de Datos del tubo de
Galvanizado: cobre PVC

13. No. De Reynolds Factor de Fricción No. De Reynolds Factor de fricción
27082.7404 0.02392098 25845.3074 0.024993485
No. De Reynolds Factor de Fricción 24563.4157 0.02447176 23474.1783 0.025602044
3149.15586 0.05260422 22296.0235 0.0250391 21221.6056 0.026255947
5542.51432 0.0471502 19776.6988 0.0257719 18613.3636 0.027131014
7809.90654 0.04475563 17005.4417 0.02674522 16479.3474 0.027969663
10581.1637 0.04308243 14486.117 0.02784516 13989.6618 0.029138718
13100.4884 0.04211484 12092.7585 0.02917246 11618.5327 0.030523506
15745.7793 0.04140001 9069.56889 0.03150245 9128.84712 0.032420392
18391.0702 0.04087167 6676.21043 0.03431793 6757.718 0.034952015
20784.4287 0.04049895 4408.81821 0.03879461 4386.58887 0.038939512
23555.6859 0.04015368
26075.0106 0.03989801
10
Datos del Tubo de Datos del tubo de Datos del tubo de

14. Galvanizado: cobre PVC
No. De Factor de No. Factor de
Reynolds Fricción Reynolds Fricción
No. De Factor de
Reynolds Fricción 25845.3074 0.00061907
27082.7404 0.02422906
26075.0106 0.0399123 23474.1783 0.0006816
24563.4157 0.02479159
23555.6859 0.04016806 21221.6056 0.00075395
22296.0235 0.02537111
20784.4287 0.04051346 18613.3636 0.0008596
19776.6988 0.02611975
18391.0702 0.0408863 16479.3474 0.00097091
17005.4417 0.02711433
15745.7793 0.04141484 13989.6618 0.0011437
14486.117 0.02823862
13100.4884 0.04212992 11618.5327 0.00137711
12092.7585 0.02959577
10581.1637 0.04309785 9128.84712 0.00175269
9069.56889 0.03197947
7809.90654 0.04477166 6757.718 0.00236766
6676.21043 0.03486213
5542.51432 0.04716709 4386.58887 0.00364748
4408.81821 0.0394508
3149.15586 0.05262306
11

15. Comparación de factor de fricción según las
distintas formulas:
12

16. 13

17. 14

18. CONCLUSION
Al hacer todo nuestra practica y sustituir formulas para después graficar nos pudimos
dar cuenta que hubieron unas pequeñas deviaciones al comparar el factor de fricción
teórico con el práctico y a su vez estos con el diagrama de Moody igual y fue porque
nuestro datos en realidad son una muestra demasiado pequeña en comparación con
Moody.
Y también verificamos que conforme el factor de fricción aumenta el número de
Reynolds disminuye y por lo tanto comprobamos que nuestra práctica está bien hecha
por dicho comportamiento.
15

19. REFERENCIAS
• Mecánica de fluidos, Merle C. Potter, David C. Wiggert
• Fenómenos de Transporte R. B. Bird, W.E.Stewart, E.N.Lightfoot
• http://tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/Reynold.htm
• http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Reynolds
• R. Byron Bird, Fenómenos de Transporte, Editorial Reverté, S.A.
16