bateria de perdidas

7/26/2019 Bateria de Perdidas

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Prctica No. 3

BATERA DE PRDIDAS

Resumen:

En esta prctica se midi experimentalmente las cadas de presin tanto de la tubera como de los accesorios cuando sevariaba la cada de presin del fluido que recorra el tramo de tubera y a partir de esto determinar las prdidas de carga

primarias cuando se trata de la tubera y secundaras para accesorios.

Palabras-clave: atera! "uberas! #ccesorios

1. INTRODUCCIN

El flu$o de un lquido o de un gas a travs de tuberas o

ductos se usa com%nmente en sistemas de calefaccin y

enfriamiento y en redes de distribucin de fluido. El fluido

en estas aplicaciones usualmente se fuer&a a fluir mediante

un ventilador o bomba a travs de una seccin del flu$o. El

tipo de flu$o! la rugosidad de la tubera y la friccin serelacionan directamente con la cada de presin y las

prdidas de carga durante el flu$o a travs de tuberas y

ductos.

'a cada de presin se usa para determinar la potencia

necesaria de bombeo. (n sistema de tuberas tpico incluye

tuberas de diferentes dimetros! unidas entre s mediante

varias uniones o codos para dirigir el fluido! vlvulas para

controlar la ra&n de flu$o y bombas para presuri&ar el

fluido brindar soluciones que puedan me$orar y optimi&ar la

evaporacin.

(no de los ob$etivos de esta prctica es comparar las cadasde presin de la tubera y de los accesorios cuando se

variaba la cada de presin del fluido. ) por otro lado

determinar las prdidas de carga en cierto tramo de tubera.

!. "ARCO TERICO

#l plantear soluciones a cuestionamientos sobre el

transporte de fluidos incompresibles en tuberas! debemos

aplicar el principio de conservacin de la energa! que para

este caso est dado por la ecuacin de ernoulli de laforma*

P1

g+

V12

2g+Z

1=

P2

g+

V22

2g+Z

2+h f

Ecuacin +.

,onde*

P* Presin.

* ,ensidad del fluido.

g* #celeracin de la gravedad.

El trminoP

g * Es la cabe&a de presin! que puede

verse como la altura que debera tener una columna de

fluido para producir la presin P.

-* -elocidad promedio del fluido en la tubera.

El trminoV

2g * Es la carga de velocidad! que puede

interpretarse como la altura necesaria para que al fluido caer

libremente y sin friccin desde el reposo alcance la

velocidad -.

* #ltura que nos relaciona la energa potencial del fluido.

h f * /ue son las perdidas por friccin. 0Primarias y

secundarias1

Este %ltimo trmino de la ecuacin de ernoulli! el de

prdidas por friccin o prdidas de carga es el que nos

relaciona la energa que se pierde a medida que el fluido se

mueve por la tubera.

'os fluidos para los que la ecuacin de ernoulli se a$usta

se consideran ideales pues en ellos podemos despreciar lostrminos provenientes de la conductividad trmica y la

viscosidad en las ecuaciones de fenmenos de transporte.

P#r$%$as &'r (r%cc%)n &r%mar%as (h f1) :

2e dan por ro&amiento de capas de fluido entre s! como en

el caso del flu$o laminar! por ro&amiento de partculas! en el

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Prctica No. 3

caso de rgimen turbulento y por friccin entre el fluido y la

tubera estas perdidas de carga primaria dependen de la

distribucin de velocidades! del tipo de fluido y de la

rugosidad de la tubera por la que se transporta y estn

dadas por la ecuacin de ,arcy45eisbac6! como sigue*

h f1=f (LV2)2gD

Ecuacin 7.

,onde*

h f1 * Prdidas por friccin primarias.

f * 8actor de friccin! 0es funcin del n%mero de

9eynolds y de la rugosidad f=f( , r) ! es

adimensional y se encuentra tabulado para diferentes tipos

de geometras! regmenes de flu$o y materiales.1

L * 'ongitud de la tubera.

,* ,imetro interno de la tubera.

-* -elocidad promedio del fluido.

g* #celeracin de la gravedad.

En cuanto al factor de friccin! para rgimen laminar sepuede calcular matemticamente de manera sencilla! pero

para rgimen turbulento no se cuenta con una expresin

matemtica sencilla.

Para rgimen laminar*

f=

64

Ecuacin 3.

Para rgimen turbulento se cuenta con la ecuacin de

:olebroo;456ite*

1

f=2log (

D

3,7+2,51

f)Ecuacin 7??? "enemos un rgimen laminar.

7???>9e>


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Prctica No. 3

Ecuacin C.

) su interpretacin es que la perdida de carga que causa el

accesorio es la equivalente a la que causa una tramo del a

tubera cuya longitud esLequivalente .

P#r$%$as $e car*a +'+al:

2on la suma de las perdidas primarias y las secundarias y se

calculan de la siguiente manera*

h f=hf1+h f2

h f=i

fiLi Vi

2

2Di g+

j

KL, jV j

2

2 g

Ecuacin D.

,onde i y $ representan! cada tramo de tubera con dimetro

constante y cada accesorio que provoca una perdida

secundaria respectivamente.

,. Secc%)n E&er%men+al

-er anexo +* diagrama de flu$o del proceso experimental

. Resul+a$'s / $%scus%)n

.1 Pr%mera &ar+e: P#r$%$as ma/'res

Tabla 1. Da+'s +e)r%c's / e&er%men+ales $e ca0$as $e&res%)n

P

%n2!O3

D%4me-+r'%n3

Pexp

m2!'3

Q

m,5s3

Pteri

m2!'3

+1

2 ?!+CCD 0,17471 ?!D=+

71

2 ?!3


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Prctica No. 3

#6ora la prdida de carga para cada uno de los caudales se

6alla por medio de la expresin

ht=

frL

D

2

2 g =0,9851

,e igual manera se calcula para las cadas de

presin de 7! 3 y 3!= HinJ7BI! cuyos resultados se

muestra en la tabla +.

)a que se cuenta con datos experimentales y tericos! se

calculan los errores relativos para esta primera parte de la

prctica.

Para P %n2!O361

"error=| Pt Pe#$|

Pt 100=81,95

Para P %n2!O36!

"error=| Pt Pe#$|

Pt 100=77,31

Para P %n2!O36,

"error=| Pt Pe#$|

Pt 100=73,16

Para P %n2!O36,78

"error=| Pt Pe#$|

Pt 100=70,79


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Prctica No. 3

,e manera anloga se reali&a el clculo para los dems

accesorios.

#6ora se reali&a el clculo del error relativo para cada

accesorio! utili&ando los datos de la "abla 3

Tabla . Err'r rela+%v' &ara ca$a acces'r%'

Acces'r%'s % error"ubera

-lvula de compuerta !L

ifurcacin 0lineal1 D!==L

ifurcacin 0en '1 :odo D3!+3L

Para un P=4 [in%2& ]

/F ?!7=DA 103

Hm3KsI obtenido nuevamente gracias a

la curva de calibracin suministrada.

Por ende! velocidadF ?!=+?3 HmKsI

Tabla 8. . P#r$%$as +e)r%cas / e&er%men+ales &ara un

P 6 %n2!O3

Acces'r%' Pexp

m2!'3Kl

Pt

m2!'3"ubera

+!=3m?!?7=< 4

-lvula de

compuerta?!?7=< +!= ?!?+

ifurcacin

0lineal1?.??3+C= ?!3 ?!??3D

ifurcacin

0en '1?!?+7C +!? ?.?+37D

:odo ?.?7777 ?! ?!?++=C

Para la vlvula de la compuerta se tiene

hL=KL'2

2g=0,0199[m %2&]

,e manera anloga se reali&a el clculo para los dems

accesorios.

#6ora se reali&a el clculo del error relativo para cada

accesorio! utili&ando los datos de la "abla =

Tabla 9. Err'r rela+%v' &ara ca$a acces'r%'

Acces'r%'s % error"ubera

-lvula de compuerta 7C!A

menores cadas de presin! se obtienen errores

mayores.

#dems el caudal aumenta a medida que se

aumenta la cada de presin! excepto para el %ltimo

dato de 3!= in de J7B

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