1. INSTITUTO TECNOLOGICO DE MEXICALI
ITM
Ingeniería Química Ambiental
Laboratorio Integral I
Reporte
Practica IV:
Pérdidas de Energía en Accesorios debido a la
Fricción.
Integrantes:
Adams Arteche Paulina.
Estrada Torres Michel Alfredo.
Herrera Torres Ana Karen.
Profesor:
Rivera Pasos Norman Edilberto

2. Objetivos:
• Determinar un método experimental para obtener las perdidas de
energía en accesorios basados en la fórmula de Bernoulli.
• Diseñar un modelo Teórico y otro experimental, para corroborar
mediante las mediciones experimentales los valores en pérdidas de
energía tanto Teórica como experimentalmente.
• Mediante mediciones Experimentales, realizar lo cálculos
pertinentes que comprueben la ecuación anterior.
Motivación
En condiciones especificadas para un proceso, se manejan líquidos a
través de secciones tubulares que están interconectadas mediante
codos, ensanchamientos y reducciones, los cuales generan pérdidas de
energía en el líquido, lo cual afecta a la salida de este, ya que pierde las
condiciones originales con las que entro al sistema. Por lo que es
necesario conocer las cantidades de energía que se pierde en los
accesorios debido al rozamiento del líquido en cuestión con las
secciones tubulares.
Fundamento Teórico
La viscosidad es una propiedad física de los fluidos que indica su mayor o
menor facilidad para fluir. Las fuerzas viscosas se oponen al
desplazamiento del fluido y son las responsables de la pérdida de energía
por rozamiento.
Las pérdidas de energía por rozamiento se ven acentuadas por la
rugosidad de la conducción, la cual, a su vez, depende del tipo de
material de construcción, de su mecanizado y de su estado de
mantenimiento (suciedad, incrustaciones, corrosión).
En los accidentes de la conducción (uniones, codos, juntas,
ensanchamientos, estrechamientos, válvulas, etc.) se producen cambios
de velocidad y dirección que distorsionan el flujo y generan turbulencias
que intensifican el rozamiento, contribuyendo de manera importante a la
pérdida de energía mecánica del fluido.
El conocimiento de estas pérdidas por fricción en conducciones tiene
gran importancia por ser necesario para calcular el trabajo mecánico
que es necesario aplicar al fluido, mediante bombas, en el caso líquidos
o fluidos no compresibles, para mantener una determinada presión o
velocidad (y por lo tanto, un determinado caudal).
Es importante resaltar que los costes de energía debido a las bombas,
están directamente relacionados con el diseño de las conducciones y
pueden llegar a suponer hasta un tercio del coste total de una planta
química.

3. Por tanto, una etapa importante del diseño de instalaciones y plantas
químicas consiste en la adecuada elección de tipos de conducción,
accesorios y bombas. En dicha elección deberán considerarse tanto los
aspectos técnicos, como la pérdida de energía por rozamiento y
potencia necesaria de la bomba, como los económicos, a fin de reducir
al mínimo el coste total de la planta.
Descripción del Equipo.
El equipo que usaremos es muy simple, y consiste en una mesa
hidrodinámica, en la cual evaluaremos 4 secciones tubulares:
Ensanchamiento
Reducción
Codo Recto (90°)
Codo U
Diseño de la Práctica.
Las variables o parámetros que utilizaremos o buscaremos en este caso
son:
• Variación de Presión.
• Valores de Ce(Coeficiente de reducción)
• Valores para K (experimentales y en tablas)
• Velocidades (entradas y salidas)
• Áreas en las secciones tubulares y accesorios.
Se prepara el líquido, en este caso agua destilada, y se introduce en el
depósito que suministrara a la mesa hidrodinámica durante todo el
experimento.
Después se pasa a conectar los tubos de látex en las entradas del tubo
de cobre y estas se conectan a otro tubo de igual magnitud para cerrar
el circuito.
Abrimos la válvula del tubo inmediato inferior para que permita el flujo
antes de encender la mesa hidrodinámica.
Encendemos la maquina manualmente.
Abrimos la llave de paso y tomamos la lectura en la pantalla inmediata a
la derecha de las válvulas de presión.
El procedimiento es similar al de las prácticas anteriores, se medirá el flujo
volumétrico a través de un circuito determinado y la variación de
presiones en cada una de las secciones que se evaluaran.
No habrá ningún problema en el ensanchamiento ni en la reducción,
excepto en los codos, por lo que es necesario cerrar las fugas que
tengan estas a través de la conexión de mangueras de látex a las
válvulas inmediatas a las que registran la variación de presión.
Se toman los datos

4. Empezaremos a Evaluar la primera forma de conocer las pérdidas de
energía en accesorios, la cual es la forma teórica basándonos en una
constante especifica de pérdidas de energía especifica en cada
accesorio, conocida como “K”.
HL = k * Vo^2
_____________
2g
Fácilmente aplicable para codos rectos, ya que el valor de K es
constante y esta dado en una proporción de 0.9
En el caso de El ensanchamiento tenemos que considerar que a través
de la expansión se pierde en energía térmica en forma de energía
cinética, es decir, que a través de una variación de velocidades se
pierde energía, y hay que sustituir en la ecuación anterior:
HL = k* (Ventrada – Vsalida)^2
_______________
2g
Además de que el cálculo de k es necesario a través de la siguiente
ecuación:
K= (1 – di)^2
__
De
Donde di/de es una relación entre el diámetro de entrada y el diámetro
de salida, conocido como diámetro relativo.
Ya con estos valores es fácilmente conocida la pérdida de energía.
En el caso de la reducción, el cálculo de k es mas interesante, ya que
involucra una constante de reducción, en la siguiente forma.
K = (1/Ce – 1)^2
Los valores para Ce se encuentran en una relación entre las diferencias
de Áreas de salida y entrada, es decir Asalida/Aentrada con un valor Ce
único, que va de una relación de entrada desde 0.1 a 1, es decir,
cuando no hay un ensanchamiento.
Finalmente hay un valor para k en un codo curvo o codo en U igual a
0.44