Este documento presenta el informe de laboratorio de un grupo de estudiantes sobre una práctica que buscó determinar el cambio en la caída de presión debido a la fricción y accesorios en una tubería. El grupo midió las pérdidas de presión en tuberías de diferentes materiales y diámetros, y con codos y válvulas, calculando valores como el número de Reynolds. Los resultados mostraron mayores pérdidas de presión en tuberías más pequeñas, con codos y en materiales como el cobre en comparación con el P

1. TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE MEXICALI
Reporte de laboratorio:
“Mesa hidrodinámica”
Práctica # 11
Integrantes de equipo:
Rodríguez Rangel Yazmin Anahí
Romero Pineda Melissa Alejandra
Torres López Mariana Esmeralda
Serna Murillo Atenas Abigail
Villa Robledo Brenda Sofía
Vital Guadarrama Lesly Sugey
Profesor: Rivera Pazos Norman
Ing. Química

2. Objetivo
Determinar el cambio de la caída de presión debido a la fricción y accesorios en una
tubería
Marco teórico
La hidrodinámica es la rama de la hidráulica que se encarga del estudio de los fluidos en
movimiento.
Perdidas de fricción en tuberías y accesorios
En tuberías un fluido en movimiento presenta resistencia por fricción al fluir. Parte de la
energía del sistema se convierte en energía térmica (calor), que se disipa a través de las
paredes de la tubería por la que circula el fluido. La magnitud de la energía que se pierde
depende de las propiedades del fluido, velocidad del flujo, tamaño de la tubería, acabado
de la pared de la tubería y longitud de la misma.
En válvulas y accesorios es común que los elementos que controlan la dirección o el flujo
volumétrico del fluido en un sistema generen turbulencia local en éste, lo que ocasiona
que la energía se disipe como calor. Siempre que hay una restricción: por ejemplo, un
cambio en la velocidad o dirección del flujo, hay pérdidas de ese tipo. En un sistema
grande la magnitud de las pérdidas por las válvulas y accesorios, por lo general es
pequeña en comparación con las pérdidas por fricción en las tuberías. Por tanto, dichas
pérdidas reciben el nombre de pérdidas menores.
Nomenclatura de las pérdidas y ganancia de energía
Las pérdidas y ganancias de energía en un sistema se contabilizan en términos de
energía por unidad de peso del fluido que circula por él
hA = Energía que se agrega al fluido con un dispositivo mecánico, como una bomba; es
frecuente que se le denomine carga total sobre la bomba.
hR= Energía que se remueve del fluido por medio de un dispositivo mecánico, como un
motor de fluido.
hL = Pérdidas de energía del sistema por la fricción en las tuberías, o pérdidas menores
por válvulas y otros accesorios.
La magnitud de las pérdidas de energía que produce la fricción del fluido, las válvulas y
accesorios, es directamente proporcional a la carga de velocidad del fluido. Esto se
expresa en forma matemática así:
El término K es el coeficiente de resistencia, que se determina por medio de la ecuación
de Darcy.

3. Ecuación de Darcy
Para el caso del flujo en tuberías y tubos, la fricción es proporcional a la carga de
velocidad del flujo y a la relación de la longitud al diámetro de la corriente. Esto se
expresa en forma matemática como la ecuación de Darcy:
Para los accesorios (válvulas, codos, etc.) se calculan con la ecuación de Darcy, que
toma en cuenta la longitud equivalente que tuviera un accesorio si este estuviera
totalmente rento. La rugosidad deja de ser importante en el calculo debido a que la
turbulencia es total dentro de los accesorios. La expresión matemática es:
La diferencia entre los dos flujos está en la evaluación del factor de fricción adimensional
f que se puede determinar matemáticamente o por medio del diagrama de Moody.
Para flujo laminar (NRE < 2000)

4. Para flujo turbulento (NRE > 4000)
Donde ε hace referencia a la rugosidad que causa la fricción, cuyo valor numérico
depende del material de la tubería
Diagrama de Moody
Uno de los métodos más utilizados para evaluar el factor de fricción emplea el diagrama
de Moody que se presenta en la figura 8.6. El diagrama muestra la gráfica del factor de
fricción versus el número de Reynolds NR, con una serie de curvas paramétricas
relacionadas con la rugosidad relativa D/ε. Estas curvas las generó L. F. Moody a partir
de datos experimentales.

5. Ecuación general de la energía
En este libro manejamos la ecuación general de la energía como extensión de la
ecuación de Bernoulli
Es esencial que la ecuación general de la energía se escriba en la dirección del flujo, es
decir, desde el punto de referencia en el lado izquierdo de la ecuación hacia aquél en el
lado derecho. Los signos algebraicos tienen importancia crucial porque el lado izquierdo
de la ecuación establece que en un elemento de fluido que tenga cierta cantidad de
energía por unidad de peso en la sección 1, podría ganarse energía (+ hA), removerse
energía (- hR) o perderse energía (-hL), antes de que alcance la sección 2. Ahí contiene
una cantidad diferente de energía por unidad de peso, como lo indican los términos en
el lado derecho de la ecuación

6. Válvulas
Las válvulas se usan en sistemas de tuberías para parar o regular el flujo de fluidos y
gases
Válvula de diafragma
Las válvulas de diafragma son de vueltas
múltiples y efectúan el cierre por medio de un
diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando
el vástago de la válvula hace descender el
compresor, el diafragma produce sellamiento y
corta la circulación.
Recomendada para:
Para servicio de estrangulación.
Para servicio con bajas presiones de operación.
Servicio con apertura total o cierre total.
Aplicaciones:
Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas fibrosas, lodos,
alimentos, productos farmacéuticos.
Materiales
 Mesa hidrodinámica
 Válvula de diafragma
 4 mangueras
Procedimiento
1. Limpiar los materiales a utilizar y ordenar el equipo
2. Colocar las bandejas que se encuentran en el equipo para evitar derrames por
fugas.
3. Conectar las mangueras mas gruesas. Una en la tubería de suministro que sale
del tanque hacia el tubo en el que se pretende medir el flujo y la caída de presión,
y la otra manguera en el extremo del tubo que regresara el fluido al tanque.
4. Conectar las mangueras de menor diámetro para medir la presión, La de la
izquierda se conecta en P1 (aguas arriba) y la derecha a la conexión P2 (aguas
abajo).
5. Purgar:
a) Se abren las llaves de presión (en donde están conectadas las mangueras de
menor diámetro).

7. b) Se prende el equipo
c) Observar las mangueras de menor tamaño hasta que dejen de verse burbujas
(aire contenido en la tubería).
d) Esperar unos segundos y cerrar la válvula.
e) Quitar las mangueras (aguas arribas y aguas abajo).
f) Regular la presión hasta que sea atmosférica (0 manométrica).
g) Se cierran las llaves y se conectan las mangueras
6. Prender el quipo y esperar unos seguros para que las burbujas desaparezcan para
tomar las mediciones.
7. Repetir 3 veces, disminuyendo dos unidades al flujo.
8. Purgar cada vez que utilice una tubería nueva o válvula.
Registro de datos, cálculos y resultados
Resultados con codos
Codo recto estándar 90°
Curvo 1
Codo a 90° de radio largo
Tubo galvanizado
Pruebas Area (m^2) Velocidad (m/s) Reynolds hL (m) ΔP (Kpa)
1 2.01E-04 1.507 25788.2 0.2908 2.844
2 2.01E-04 1.328 22725.3 0.2258 2.208
3 2.01E-04 1.144 19576.5 0.1692 1.654
Diametro (m)
0.016
0.016
0.016
ΔP obtenida (mbar)
36.9
28.5
21.1
Caudal (m3/s)
0.000303
0.000267
0.00023
Cobre
Pruebas Area (m^2) Velocidad (m/s) Reynolds hL (m) ΔP (Kpa)
1 2.01E-04 1.54 26352.9 0.1841 1.8005
2 2.01E-04 1.37 23443.9 0.1458 1.426
3 2.01E-04 1.21 20705.9 0.1197 1.112
0.016
0.016
0.016
0.00031
0.000275
0.000243
20.6
16.2
12.4
Caudal (m3/s) ΔP obtenida (mbar) Diametro (m)
PVC
Pruebas Area (m^2) Diametro (m) Velocidad (m/s) Reynolds hL (m) ΔP (Kpa)
1 2.26E-04 1.38 2590.9 0.01393 1.3623
2 2.26E-04 1.22 2181.81 0.01124 1.099
3 2.26E-04 1.07 19454.5 0.0892 0.87230.000242
ΔP obtenida (mbar)
17
13.1
9.5
Caudal (m3/s)
0.000313
0.000277
0.017
0.017
0.017
Prueba f Le/D Diametro Area (m^2) hL ΔP (Kpa)
1 0.0256 30 0.017 0.000227 0.07145 1.51
2 0.0256 30 0.017 0.000227 0.05539 1.14
3 0.0256 30 0.017 0.000227 0.4288 0.85
Caudal (m^3/s)
1.0573
1.1895
1.3511
Velocidad (m/s)
0.00024
0.00027
0.0003067
Prueba f Le/D Diametro Area (m^2) Caudal (m^3/s) hL ΔP (Kpa)
1 0.0256 50 0.017 0.000227 0.119 1.04
2 0.0256 50 0.017 0.000227 0.095 0.78
3 0.0256 50 0.017 0.000227 0.074 0.54
1.20421
1.3511
Velocidad (m/s)
0.0002733
0.0003067
1.06470.0002417

8. Curvo 2
Codo a 90° de radio largo
Conclusión
En estapractica aprendimosde formaexperimental acomo implementarlaecuaciónde laenergíaenla
vidareal y a como usar la mesa.
Prueba f Le/D Diametro Area (m^2) hL ΔP (Kpa)
1 0.0256 50 0.017 0.000227 0.118 1.05
2 0.0256 50 0.017 0.000227 0.092 0.78
3 0.0256 50 0.017 0.000227 0.074 551.065
1.19
0.00024
0.00027
Velocidad (m/s)
1.3440.00031
Caudal (m^3/s)