Mecanica de fluidos

1. 1
FACULTAD DE INGENIERIA
LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS N° 3
ENSAYO DE PERDIDAS DE CARGAS EN TUBERIAS
INTEGRANTES
CABANA ACERO JORGE LUIS
QUIPSE CCAHUANIANCCO IAN JHORDY
SOTO DE LA CRUZ FLAVIO DIEGO
VEGA HUMPIRI MARTHA ROCIO
ZAPANA VILCA ALEXANDER GUSTAVO
DOCENTE
ING. MARÍA DEL CARMEN MANCHEGO CASAPIA
AREQUIPA-2021

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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

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OBJETIVOS
 Calcular con datos experimentales de laboratorio la pérdida por ficción en tuberías.
 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.
MATERIALES
 1 Cronómetro
 1 Flexómetro
 1 Vernier
 1 Equipo de pérdida de cargas en tuberías
 1 Destornillador
 1 Banco hidráulico
FUNDAMENTO TEORICO
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.
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:

4. 4
PROCEDIMIENTO (DESCRIPCION)
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.
PRESION EN
MANOMETRO
PRESION EN
MANOMETRO (m
de agua)
CAUDAL
(L/s)
VOLUMEN DE
CAUDAL (m/s)
ALTURA EN mm DEL
PIEZOMETRICO EN LA
TUBERIA AZUL OSCURO
1 y 2 3 y 4 5 y 6
0.10 1 0.275 0.000275 460 320 570
0.15 1.5 0.281 0.000281 474 314 598
0.20 2 0.245 0.000245 380 256 472
0.25 2.5 0.230 0.000230 334 222 412
0.30 3 0.210 0.000210 282 192 348
0.35 3.5 0.200 0.000200 264 176 320
0.40 4 0.183 0.000183 218 150 270
0.45 4.5 0.162 0.000162 182 128 224
0.50 5 0.144 0.000144 148 100 172

5. 5
ENTREGABLES
1.- Calcular las pérdidas por fricción en las secciones analizadas. Incluir en una tabla los
resultados experimentales y los teóricos.
Calcular las pérdidas por fricción en las secciones analizadas. Incluir en una tabla los resultados
experimentales y teóricos.
Válvula de compuerta
PRESIÓN EN
MANÓMETROS
MANÓMETRO
(m agua)
VOLUMEN
DEL CAUDAL
EN (m3/s)
VELOCIDAD
CONSTANTE DE
PERDIDA EN LA
VALVULA DE
GLOBO K
REYNOLDS f
0.1 1 0.000275 2.010 2.040 23065.934 0.006
0.15 1.5 0.000281 2.053 2.142 23569.191 0.006
0.2 2 0.000245 1.790 2.210 20549.650 0.007
0.25 2.5 0.000230 1.681 2.244 19291.508 0.007
0.3 3 0.000210 1.535 2.312 17613.986 0.007
0.35 3.5 0.000200 1.461 2.343 16775.225 0.007
0.4 4 0.000183 1.337 2.397 15349.330 0.007
0.45 4.5 0.000162 1.184 2.472 13587.932 0.007
0.5 5 0.000144 1.052 2.543 12078.162 0.007
T=15ºC

6. 6
1. PERDIDA DE CARGA EN LA TUBERÍA
ALTURA EN MM DEL
PIEZOMETRO EN LA
TUBERIA AZUL
OSCURO
PERDIDA
EXPERIMENTAL
VELOCIDAD L PROMEDIO
PERDIDA
TEORICA
ERROR
1 y 2 3 y 4 5 y 6
460 320 570 0.32 2.010 3.4204 0.2954 8%
474 314 598 0.314 2.053 3.0614 0.3238 -3%
380 256 472 0.256 1.790 3.1823 0.2540 1%
334 222 412 0.222 1.681 3.0839 0.2273 -2%
282 192 348 0.192 1.535 3.1053 0.1952 -2%
264 176 320 0.176 1.461 3.0973 0.1794 -2%
218 150 270 0.15 1.337 3.0814 0.1537 -2%
182 128 224 0.128 1.184 3.2538 0.1242 3%
148 100 172 0.1 1.05226409 3.1270 0.1010 -1%
3.1570

7. 7
2.- Incluir el diagrama de tuberías.

8. 8
3.- Deduzca las ecuaciones para hallar perdida de carga en tuberías.
CONCLUSIONES
 En conclusión, se puede verificar que, en el caso de la velocidad, al ser aumentada se
aprecia que el factor de fricción disminuye, en cambio al aumentar el caudal del flujo
se observa que el factor de fricción aumenta
 Se observa la relación del número de Reynolds con la presión es inversamente
proporcional, ya que a mayor presión se tiene cada vez un menor número de Reynolds
referente a la presión inicial.
 Se observa que factor de fricción y el caudal tienen una relación inversa, ya que a un
mayor volumen de flujo por unidad de tiempo el efecto de la fricción tiende a
disminuir.