1. Norman E. Rivera Pazos
Práctica #10
Caída de presión en Accesorios y Tuberías
José Ricardo Silva Talamantes
Gabriel Manjarrez Albarrán
Diana Pérez Santoyo
Fernanda Barrera Gutiérrez
Francisca Sánchez Sánchez
José Víctor Muñoz Saucedo
Laboratorio Integral I

2. Introducción
El presente reporte de laboratorio tiene como finalidad presentar los conocimientos
adquiridos en las pasadas prácticas de laboratorio llamadas “caídas de presión en tubos y
accesorios” de la materia de Laboratorio Integral I impartida por el profesor Norman
Edilberto Rivera Pazos en el instituto tecnológico de Mexicali.
Referente a la práctica #10 la caída de presión en tubos y accesorios se llevó a cabo en
una mesa hidrodinámica con una conexión de tubos que constaba de entradas y salidas a
barómetros de forma que pudiéramos tomar y comparar medidas variando características
en el tubo por el que fluye un fluido, en este caso el fluido utilizado fue agua. De esta
forma, la caída de presión variara dependiendo del tipo de tubo implementado y de los
accesorios que este lleve.
La potencia de la bomba se varió en la mesa, y los diámetros eran sustituidos en cada
prueba realizada. La mesa hidrodinámica constaba de 4 tubos conectados, mientras que
uno de ellos era sustituido por un tubo de otro tipo, para realizar los cálculos de la caída
de presión.
Objetivos:
 Aprender a utilizar la mesa de hidrodinámica así como conocer tuberías y
accesorios presentes en la mesa.
 Determinar la caída de presión experimentalmente utilizando la mesa.
 Calcular las caídas de presiones con algún método conocido y compararlas con
las experimentales.

3. Marco Teórico
Caída de presión: Se le conoce así a la disminución de la presión de un fluido, dentro de
un conducto, que tiene lugar cada vez que dicho fluido atraviesa un estrangulamiento o un
elemento de utilización.
Cuando hacemos circular un fluido a través de una tubería, observamos que existe una
pérdida de energía debida a la fricción existente entre el fluido y la tubería. Esta pérdida
de energía se manifiesta como una disminución de la presión del fluido. Esta caída de
presión en una tubería horizontal, sin accesorios se puede calcular de la siguiente
manera:
∆P/ρ=[1/2 v^(-2) ](L/D)f
Válvulas de retención son también conocidas como válvulas check, válvulas de
contraflujo, válvulas de no retorno, entre otros nombres.
Hace ochenta años, los ingenieros tenían sólo que presentar un catálogo de válvula de
retención tipo columpio para especificarla en el proyecto, sin importar su aplicación ni su
localización. Con el incremento en la demanda de alta eficiencia, confiabilidad y
durabilidad, ahora los ingenieros deben analizar las alternativas en las válvulas de
retención existentes en el mercado.

4. La trampa de sedimento consiste en tubos de muestreo y opcionalmente, pesos de
plomo en el fondo. El diseño de la trampa de sedimento asegura una posición vertical
permanente de los tubos de recogida de muestra durante el fondeo. La estructura queda
orientada en la corriente con el ángulo correcto equipándola con el plano de orientación y
los brazos de sujeción de los tubos de muestra.
Las válvulas de asiento inclinado son de construcción muy robusta y resistente, para
uso industrial en válvulas de control direccional. Por lo general son muy tolerantes con los
contaminantes del aire (óxido, polvo, etc.) cuando se utilizan en el servicio de aire
comprimido. También se caracterizan por permitir altos caudales, y una alta velocidad de
operación.

5. Válvula de diafragma Es un tipo de válvula que posee un diafragma flexible que abre,
cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos. El diafragma flexible
sujeto a un compresor funciona como obturador, cuando el vástago de la válvula hace
descender el compresor, el diafragma produce un sellado y corta la circulación.
Una válvula de bola, conocida también como de "esfera", es un mecanismo de llave de
paso que sirve para regular el flujo de un fluido canalizado y se caracteriza porque el
mecanismo regulador situado en el interior tiene forma de esfera perforada. Se abre
mediante el giro del eje unido a la esfera o bola perforada, de tal forma que permite el
paso del fluido cuando está alineada la perforación con la entrada y la salida de la válvula.

6. Mesa Hidrodinámica:
Mangueras y Accesorios:

7. Procedimiento
∆P en tuberías (1ra parte):
1) Se conectan las mangueras con acoplamientos rápidos. Una conectando la tubería
de suministro de fluido, con entrada del tubo galvanizado; y otra conectando la
salida de esta última (tubería galvanizada) con la tubería de descarga enviando el
agua al depósito para la continuidad del ciclo.
2) Conectar las mangueras transparentes al tramo de medición, P1 corresponderá a
la presión inicial y P2 a la presión final.
3) Se conecta el banco experimental de hidrodinámica a la toma de corriente.
4) Se abre completamente la válvula para ajuste del caudal y también las válvulas en
el tramo de medición.
5) Se presiona el botón verde de encendido.
6) Para purgar; después de 4 segundos (ausencia de burbujas de aire en mangueras
transparentes), se dan 4 o 5 vueltas a las válvulas, y se ajusta a cero ∆P en la
indicación digital de caudal y presión.
7) Se vuelve a presionar el botón verde para encender el circuito y se anotan las
mediciones (a 90°, 45° y 75°; regulando la válvula para ajuste del caudal).
8) Se cierra la válvula para ajuste del caudal, se presiona el botón rojo de apagado,
las válvulas en el tramo de medición se cierran y se desconectan las mangueras
plásticas transparentes de la sección de tubería galvanizada.
9) Se conecta a la sección de tubería de cobre y se repiten los pasos 1, 2, y 4-8.
10) Se conecta a la sección de tubería PVC y se repiten los pasos 1, 2, y 4-8.
 Nota: En el paso 7 ∆P se mide regulando la válvula para ajuste del caudal a
90”, 75” y 80”.

8. 11) Se conecta a la sección de tubería (PVC) con reducción. Se repiten los pasos 1, 2,
y 4-8.
12) Se conecta a la sección de tubo (PVC) con expansión continua. Se repiten los
pasos 1, 2, y 4-8.
13) Se conecta a la sección de tubería (PVC) con codo recto. Se repiten los pasos 1,
2, y 4-8.
14) Se conecta a la sección de tubería (PVC) con codo curvo. Se repiten los pasos 1,
2, y 4-8.
15) Se presiona el botón rojo y se desconecta el banco de medición.
∆P en tuberías por accesorios (2da parte):
1) Se conecta el banco experimental de hidrodinámica a la toma de corriente.
2) En la tubería (PVC) de 28.4 mm de diámetro se retira la válvula que contiene y se
coloca una válvula de retención de bola y se realizan los pasos 1, 2, 4-6
3) Se vuelve a presionar el botón verde para encender el circuito y se anotan las
mediciones (a 90°, 45° y 75°) regulando en esta ocasión no la válvula para ajuste
del caudal, sino la pieza que ha sido colocada (válvula de retención de bola). Y se
repite el procedimiento ocho.
4) Se retira la válvula, y ahora se instala un filtro, el cual servirá como una válvula al
ajustar el flujo y se realizan los pasos 1, 2, 4-6.
5) Se presiona el botón verde para encender el circuito, se anotan las mediciones
regulando el filtro (abierta ½ vuelta, ¼ de vuelta y abierta); y se repite el
procedimiento ocho. Se retira la válvula y se coloca una válvula de asiento
inclinado o de diafragma y se realizan los pasos 1, 2, 4-8.

9.  Nota: En el paso 7 las mediciones se calculan considerando un porcentaje de
abertura de la válvula; al 100%, 88.14%, 81.4%,68%, y 54%; la cual ha sido
cambiada.
6) Se quita la válvula y se coloca una de diafragma, se ejecuta lo planteado en el
paso VI, aunque en esta ocasión la válvula funciona al 100%, 20%, 40%, 60% y
80%.
7) Finalmente, al ser retirada la válvula anterior, es colocada una válvula de bola con
las mismas mediciones que en los pasos VI y VII; ajustando la válvula a 10°, 20°,
30° y abierta completamente.
 Nota: Debido a su poca precisión tuvo que elaborarse un plano coordenado
para estimar el grado de inclinación o giro de la válvula.

10. Cálculos
1) Para calcular la caída de presión en tuberías se utilizó la ecuación de
bernoulli:
RLA hh
g
V
Z
P
h
g
V
Z
P

22
2
2
2
2
2
1
1
1

Adecuándola a las características de la mesa Hidrodinámico, nos quedaría que ∆P es:
*LhP 
 =Peso especifico del fluido.
hL= La pérdida de energía de un fluido por fricción y su fórmula es:
g
V
D
L
fhL
2
**
2

f=Factor de fricción
L=Longitud de la tubería
D= Diámetro de la tubería
V= Velocidad
g=Gravedad
Se calculó la caída de presión en tubos con diferentes características, en el caso del
factor de fricción se tomó el valor correspondiente de las tablas en el instructivo de la
mesa hidrodinámica pero también se podría haber tomado el valor calculando el número
de Reynolds y utilizarlo en la tabla de moody, esta tabla se encuentra en el libro Mecánica
de Fluidos de Robert L. Mott.

11. 2) Para calcular la caída de presión en ensanchamientos y reducciones:
Se utilizó otra variante de la ecuación de bernoulli ya que por el cambio de diámetros se
tiene que tomar en cuenta el cambio de velocidades la fórmula es esta:
*
2
2
2
2
1
g
VV
P


3) Para calcular la caída de presión en los accesorios :
Se utilizó la misma fórmula que en las tuberías pero utilizando Le en vez de L, Le es la
longitud equivalente y se refiere a la longitud que tendría ese accesorio si fuera un tubo
recto.
Fórmulas:
*LhP 
g
V
KhL
2
*
2

D
L
ftK e
*
ft=Factor de fricción para el accesorio.
Le=Longitud equivalente del accesorio.

12. Resultados
Se realizaron los cálculos pertinentes en cada uno de los casos y se compararon con los
valores dados en el experimento, la comparación se muestra en las siguientes tablas:
Experimento Calculado
∆p(mbar) ∆p(mbar)
Galvanizado
15.7 21.9623384
12.5 17.4522602
9.4 10.7163009
Cobre
10.5 17.7791722
8.6 14.2789756
7.1 11.1620859
PVC
4.9 13.8514872
4.2 10.6214296
3.2 8.27608651
PVC-Reducción
15.9 11.9997898
12.8 8.95025645
8.9 6.74988177
PVC-
Ensanchamiento
-6 -919.813509
-5.4 -731.685107
-4.5 -557.290078
PVC-Codo 90°
4.7 6.61346691
3.8 5.15272894
2.8 4.0455651
PVC-Codo curvo
90°
-0.6 4.40897794
-0.66 3.5668399
-0.08 2.65865181
Experimento Calculado
∆p(mbar) ∆p(mbar)
Válvula de
Retención
6.8 17.2613553
5.5 13.2790845
4.5 10.4087465
Trampa de
Sedimento
2.5 34.8509032
2.6 37.6565939
-0.6 39.1001671
Válvula Asiento
inclinado
-16 10.9990118
-13.6 10.873668
-8.3 10.5019463
Válvula de
Mariposa
28.1 15.7529194
36.1 15.2050339
55.5 14.1383542

13. Conclusiones
Con la práctica y el presente reporte de laboratorio se pretende realizar un análisis de la
caída de presión ,que se genera debido a la perdida de energía por fricción del tubo con
el fluido ,debido que ya se habían hecho experimentos de caída de presión en una mesa
hidrodinámica contábamos con buenas aproximaciones de la caída de presión, así como
del flujo volumétrico ,solo era cuestión de corroborar las mediciones obtenidas con
cálculos ya que la mesa tenía unas adaptaciones las cuales causan un incertidumbre en
sus resultados, por lo cual realizamos cálculos apoyándonos de la teoría para calcular
esas caídas de presiones obtenidas de forma experimental.
Los resultados obtenidos por ecuaciones corroboraron las mediciones de la mesa
hidrodinámica, los resultados indican que hay ciertas variaciones con los resultados de la
caída de presión en el experimento y en el cálculo, nosotros lo atribuimos a una des
calibración de la mesa hidrodinámica como podrían ser desgaste de las tuberías,
pequeñas fugas o tal vez el purgado, son diferentes factores que podrían afectar a las
mediciones en el experimento, pero los resultados se puede considerar que son bastante
acercados y por lo tanto podemos concluir que el experimento así como los cálculos son
correctos o muy acertados.

14. Anexos
Datos de tuberías y accesorios de mesa Hidrodinámica obtenidos del manual de la
misma:

16. Datos de factores de fricción, Le de algunos accesorios y grafica de Moody obtenidos del
libro Mecánica de fluidos de Robert L. Mott

18. Referencias:
 Mecánica de Fluidos; Robert L. Mott, 6ta Edición
 http://www.valvias.com/tipos-de-valvulas.php
 http://www.ingenieriarural.com/Hidraulica/PresentacionesPDF_STR/Valvulas-1.pdf