Laboratorio Mecánica de fluidos Universidad Autónoma de Bucaramanga

1. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA
PÉRDIDAS EN TUBERÍAS
Laboratorio 4 – Mecánica de fluidos
ANGIE DANIELA PRADA PLATA U00098505
YESICA ANDREA NORIEGA RINCON U00098425
7 de Mayo de 2018

2. RESUMEN
En el presente informe se estudian las pérdidas causadas por fricción en dos tuberías de
diferente diámetro, y en accesorios a distintos caudales.
El objetivo principal es determinar la relación existente entre las pérdidas ocasionadas por
fricción y la velocidad del fluido que fluye atreves de las tuberías y accesorios.
INTRODUCCIÓN
Las pérdidas por fricción en una tubería se presentan cuando el fluido se encuentra en
movimiento ya que se genera una resistencia (fricción) que se opone al movimiento mismo,
convirtiendo parte de la energía del sistema en calor. En los sistemas por tuberías también
se tienen perdidas por accesorios (válvulas, codos, etc.) las cuales se consideran perdidas
menores debido aque lapérdidas ocasionadas por ficciónson mayores en comparación con
estas.[1]
MARCO TEORICO
Diagrama de Moody
El diagrama de Moody permite determinar el valor del factor de fricción fr a partir del
número de Reynolds Re y la rugosidad relativa 𝜀 dada por K/D de forma directa. Como se
muestra en la figura, es una representación logarítmica del factor de fricción frente al
número de Reynolds, tomando como parámetro K/D. Se distinguen cinco zonas,
correspondientes a los distintos regímenes hidráulicos, correspondientes al coeficiente de
fricción.
En el caso de no poder calcular número de Reynolds por desconocer la velocidad (v), se
presenta la siguiente expresión:
(Expresión obtenida mediante un simple artilugio en la Darcy-Weisbach)
Dicho diagrama se puede aplicar a cualquier líquido y a cualquier tipo de flujo.

3. DESARROLLO EXPERIMENTAL
Para la práctica se utilizó el sistema de tuberías mostrado en la Imagen 1, del cual solo se
tomaron en cuenta las tuberías 2 y 3, y los accesorios 20, 22, 19 (según tabla proporcionada
por el banco de prueba).
Tubería 2
Tubería 3
Accesorio22.
Codo90°
Accesorio19.
Válvulade bola.
Accesorio20.
Codo45°

4. Imagen 1. Sistema de tuberías. Planta Piloto
Los datos obtenidos durante la práctica para cada tubería se presentan en las siguientes tablas:
Tabla 1. Datos tubería 2 y 3.
Tabla 2. Datos accesorios.
D [mm] Q [L/h] Q [m^3/s] ΔP [bar] ΔP [Pascal] H [m] V [m/s] Re f ε [mm]
2000 5.56.E-04 0.14 14000 1.430 2.448 41443.03 0.0796 1.050.E-03
2200 6.11.E-04 0.14 14000 1.430 2.692 45587.33 0.0658 6.935.E-04
2400 6.67.E-04 0.15 15000 1.532 2.937 49731.64 0.0592 5.420.E-04
2600 7.22.E-04 0.16 16000 1.634 3.182 53875.94 0.0538 4.277.E-04
2800 7.78.E-04 0.21 21000 2.145 3.427 58020.24 0.0609 5.820.E-04
3000 8.33.E-04 0.22 22000 2.247 3.671 62164.55 0.0556 4.659.E-04
3200 8.89.E-04 0.26 26000 2.656 3.916 66308.85 0.0578 5.127.E-04
3400 9.44.E-04 0.3 30000 3.064 4.161 70453.15 0.0590 5.413.E-04
3600 1.00.E-03 0.33 33000 3.371 4.406 74597.46 0.0579 5.173.E-04
3800 1.06.E-03 0.35 35000 3.575 4.650 78741.76 0.0551 4.584.E-04
2200 6.11.E-04 0.05 5000 0.511 1.471 33694.99 0.1065 2.481.E-03
2400 6.67.E-04 0.06 6000 0.613 1.605 36758.17 0.1074 2.519.E-03
2600 7.22.E-04 0.06 6000 0.613 1.738 39821.35 0.0915 1.875.E-03
2800 7.78.E-04 0.05 5000 0.511 1.872 42884.53 0.0658 9.359.E-04
3000 8.33.E-04 0.06 6000 0.613 2.006 45947.71 0.0687 1.036.E-03
3200 8.89.E-04 0.06 6000 0.613 2.139 49010.89 0.0604 7.689.E-04
3400 9.44.E-04 0.07 7000 0.715 2.273 52074.07 0.0624 8.327.E-04
3600 1.00.E-03 0.08 8000 0.817 2.407 55137.25 0.0637 8.720.E-04
3800 1.06.E-03 0.07 7000 0.715 2.541 58200.43 0.0500 4.774.E-04
4000 1.11.E-03 0.08 8000 0.817 2.674 61263.61 0.0516 5.191.E-04
17Tubería 2
Tubería 3 23
Accesorios D [mm] Q [L/h] Q [m^3/s] ΔP [mmH2O] ΔP [Pascal] H [m] V [m/s] k
2600 7.22.E-04 103 1010.08 0.1032 3.1819 0.1999
2800 7.78.E-04 70 686.47 0.0701 3.4266 0.1172
3000 8.33.E-04 73 715.89 0.0731 3.6714 0.1064
3200 8.89.E-04 74 725.69 0.0741 3.9162 0.0948
3400 9.44.E-04 98 961.05 0.0982 4.1609 0.1112
2600 7.22.E-04 200 1961.33 0.2003 3.1819 0.3882
2800 7.78.E-04 226 2216.30 0.2264 3.4266 0.3783
3000 8.33.E-04 244 2392.82 0.2444 3.6714 0.3558
3200 8.89.E-04 244 2392.82 0.2444 3.9162 0.3127
3400 9.44.E-04 246 2412.44 0.2464 4.1609 0.2792
2600 7.22.E-04 77 755.11 0.0771 3.1819 0.1495
2800 7.78.E-04 80 784.53 0.0801 3.4266 0.1339
3000 8.33.E-04 97 951.25 0.0972 3.6714 0.1414
3200 8.89.E-04 110 1078.73 0.1102 3.9162 0.1410
3400 9.44.E-04 120 1176.80 0.1202 4.1609 0.1362
Codo 45°
Codo 90°
Válvula de
bola
17

5. Gráfica 1. Pérdidas vs. Caudal Tubería D=17 mm
Grafica 2. Pérdidas vs Caudal Tubería D=23 mm
Grafica 3. Coeficiente de fricción vs. Número de Reynolds.

6. Grafica 4. Coeficiente de pérdidas vs Caudal Codo 45°
Grafica 5. Coeficiente de perdidas vs Caudal Codo 90°

7. Grafica 6. Coeficiente de perdidas vs Caudal Válvula de bola
CONCLUSIONES
Con la práctica realizada se pudo comprobar que:
 A menor diámetro de la tubería, mayores son las pérdidas generadas por carga y
viceversa; esto se debe a que las pérdidas de carga son directamente proporcional a
la velocidad del líquido y a la longitud del tramo de tubería, pero inversamente
proporcional a su diámetro.
 Las perdidas menores generadas por los accesorios pueden ser significativas o
despreciables dependiendo de la longitud de la tubería, si se estudian tramos cortos
de tubería estas tienden a ser mayores que en las perdidas por rozamiento, o en el caso

8. inverso donde se estudian tramos largos de tuberías están son despreciables
comparada su magnitud con la generada por fricción.
 Las tuberías diseñadas con materiales de alta rugosidad son menos eficientes dado
que ejercen más resistencia al paso del fluido y por tanto las pérdidas por fricción son
mayores.
 El Diagrama de Mooby nos brinda una gran aproximación al Coeficiente de fricción,
más aún para la práctica realizada podemos ver picos que se presentan quizás por
errores en la toma de datos. En si la tendencia del grafico muestra que el factor de
fricción disminuye con Reynolds mayores.
 En las gráficas de H vs. Q se observa que a mayor caudal mayor son las perdidas dado
que estas son directamente proporcionales a la velocidad del fluido que a su vez es
proporcional al caudal.
 En los gráficos de k vs Q para todos los accesorios es evidente la disminución de k a
medida que aumenta el caudal, se puede afirmar que a mayores velocidades el fluido
vence con mayor facilidad la resistencia puesta por los accesorios.
BIBLIOGRAFÍA