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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA

LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS JTH

Facultad de Ingeniera Civil

PERDIDAS LOCALIZADAS

CTEDRA :LABORATORIO MECNICA DE FLUIDOS E HIDRULICA

CATEDRTICO :ING.HUATUCO GONZALES, Mario

ALUMNOS :TAIPE HURTADO, JhonARENAS ORTEGA GabrielaHUARCAYA QUISPE, Danilo

CICLO :VII

SECCION :C-1(grupo 3)

Huancayo- Per

2012

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TEMA :

FECHA : 30 de Octubre del 2012

LUGAR : Laboratorio De Mecnica De Fluidos e Hidrulica - Upla Girldez

PARTICIPANTES : TAIPE HURTADO JHON ROEL

ARENAS ORTEGA GABRIELA

HUARCAYA QUISPE, DANILO

Conocer los diferentes accesorios instalados en una tubera.

Evaluar las perdidas de energa en un fluido en flujo interno a travs de un conjunto de

tuberas y accesorios en funcin de la cada de presin.

Determinar las perdidas locales o secundarias dentro de codos de 90, contracciones,ensanchamientos e inglete dentro de un banco de tuberas.

Los fluidos en movimiento o flujo interno forman parte bsica para la produccin de servicios

dentro de las actividades industriales, residenciales y comerciales. Al Ingeniero en Energa le

compete el tratamiento adecuado de la conduccin de flujos bajo conceptos de optimizacin

econmica, tcnica, ambiental y de esttica.

La aplicacin de la Ecuacin de Bernoulli para fluidos reales, entre 2 secciones de un mismo

tramo de tubera es:

II. OBETIVOS:

I. DATOS GENERALES

III. MARCO TEORICO

PERDIDAS LOCALIZADAS

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Donde:

Donde:

hfp = es la sumatoria de perdidas primarias o longitudinales.

hfs = Perdidas secundarias o, locales por accesorios.

Al hablar de perdidas en tuberas, lleva a estudiar los flujos internos que sean

completamente limitados por superficies slidas con un grado de rugosidad segn el material

del cual estn fabricadas.

Este flujo es muy importante de analizar ya que permitir disear las redes de tuberas y sus

accesorios ms ptimos.

Las prdidas de energa que sufre una corriente cuando circula a travs de un circuito

hidrulico se deben fundamentalmente a:

Variaciones de energa potencial del fluido.

Variaciones de energa cintica.

Rozamiento o friccin.

PERDIDAS PRIMARIAS:

Llamadas perdidas longitudinales o prdidas por friccin, son ocasionadas por la friccin del

fluido sobre las paredes del ducto y se manifiestan con una cada de presin.

Empricamente se evala con la formula de DARCY - WEISBACH:

Donde:

L = longitud de la tubera.

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D = Dimetro de la tubera.

V = velocidad media del flujo.

f= factor de friccin de la tubera.

De donde el factor de friccin de la tubera depende del Nmero de Reynolds (Re) y de la

rugosidad relativa ( / D ) . Para esto se hace uso del Diagrama de Moody. Bsicamente las

Prdidas primarias son directamente proporcionales a la longitud de la tubera.

Banco hidrulico (FME 00) o grupo hidrulico (FME 00B)

FME 05

IV. MATERIALES Y/O EQUIPOS:

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CRONOMETRO

1. LLENADO DE TUBOS MANOMTRICOS:

Cierre de las vlvulas de suministro de agua del banco hidrulico y de descarga del equipo

demostrativo.

Encienda el motor de la bomba de agua del banco hidrulico y en forma progresiva abra las

vlvulas de suministro de agua del banco y la de descarga del equipo demostrativo para

prdidas secundarias, inundando todos los conductos del equipo, con la finalidad de eliminar

las burbujas de aire.

Luego de que el sistema se encuentra a presin de 0.5 Bar y libre de burbujas de aire, ir

cerrando rpidamente las dos vlvulas y apagar el motor de la bomba.

Abrir la vlvula de venteo y bombear aire hasta alcanzar los doce niveles de vidrio hasta una

altura de 100 mm. De columna de agua. Ayudarse abriendo ligeramente la vlvula de

descarga. Cerrar hasta alcanzar una presin en el sistema de 0 Bar.

2. PERDIDAS DE CARGA EN ACCESORIOS:

Cerrar las vlvulas, B dejando solo abiertas la vlvula de entrada y la de salida del codo largo

hacia las alturas piezomtricas.

Encender el motor de la bomba de agua, fijando un determinado flujo para regular el caudal

y procurando la existencia de una diferencia entre las 2 alturas piezomtricas.

Repetir el mismo paso con otro caudal

Realizar lo mismo con cada uno de los accesorios.

Secar y limpiar el Equipo de Pruebas.

V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL :

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ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA

480 410 410 425 430 353 384 324 308 268 68 21

404 386 398 399 399 340 340 329 305 266 102 53

388 372 369 378 380 328 328 320 296 264 118 74

368 354 354 364 360 313 318 300 287 262 135 96

350 339 338 344 349 307 307 299 281 256 144 111

345 337 330 336 336 300 300 292 277 254 145 116

294 315 315 320 310 291 292 286 275 256 175 154

291 290 289 293 288 268 269 261 253 241 198 170

243 239 240 242 242 233 233 231 227 224 197 190

PARA TUBOS:

Q1 2L 6.51

Q2 3L 11.02

Q3 3L 13.26

Q4 3L 13.58

Q5 3L 14.22

Q6 3L 14.31

Q7 3L 16.34

Q8 3L 19.3

Q9 3L 30.28

VI. DATOS:

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1.- CODO LARGO

He Hs H Q V2 K

0.480 0.410 0.070 18.4331797 0.391702358 3.50623368

0.404 0.386 0.018 16.3339383 0.307565410 1.14824355

0.388 0.372 0.016 13.5746606 0.212428916 1.47776492

0.368 0.354 0.014 13.2547865 0.202535493 1.35620674

0.350 0.339 0.011 12.6582278 0.184714712 1.16839637

0.345 0.337 0.008 12.5786164 0.182398563 0.86053309

0.294 0.315 -0.021 11.0159119 0.139893191 -2.94524699

0.291 0.290 0.001 9.32642487 0.100273474 0.19566491

0.243 0.239 0.004 5.94451783 0.040736990 1.92650462

y = 0.0096x2 - 0.0604x + 0.4824

00.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

K

Q

Grafico de Q vs K

y = 9.5445x2 + 3.3138x + 0.1301

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070 0.080

H

V2

Grafico de H vs V2

VII. TABLA DE DATOS PROCESADOS:

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2.- CONTRACCIONHe Hs H Q V2 K

0.430 0.353 0.077 18.433180 0.059769037 25.2762984

0.399 0.340 0.059 16.3339383 0.046930757 24.665700

0.380 0.328 0.052 13.5746606 0.03241408 31.47521060.360 0.313 0.047 13.2547865 0.030904464 29.8384082

0.349 0.307 0.042 12.6582278 0.028185228 29.2365912

0.336 0.300 0.036 12.5786164 0.027831812 25.3781536

0.310 0.291 0.019 11.0159119 0.021346007 17.4636878

0.288 0.268 0.020 9.32642487 0.015300518 25.6461907

0.242 0.233 0.009 5.94451783 0.006215971 28.4074665

y = -0.183x2 + 4.5072x + 1.9186

0

5

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

K

Q

Grafico de Q vs K

y = -0.183x2 + 4.5072x + 1.9186

0

5

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

H

V2

Grafico de H vs V2

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3.- ENSANCHAMIENTOHe Hs H Q V2 K

0.410 0.425 -0.015 18.433180 0.0597690 -4.92395423

0.398 0.399 -0.001 16.3339383 0.046930757 -0.41806272

0.369 0.378 -0.009 13.5746606 0.03241408 -5.44763260.354 0.364 -0.010 13.2547865 0.030904464 -6.34859748

0.338 0.344 -0.006 12.6582278 0.028185228 -4.17665589

0.330 0.336 -0.006 12.5786164 0.027831812 -4.22969226

0.315 0.320 -0.005 11.0159119 0.0213460 -4.59570731

0.289 0.293 -0.004 9.32642487 0.015300518 -5.12923813

0.240 0.242 -0.002 5.94451783 0.0062160 -6.312770

4.- CODO MEDIOHe Hs H Q V2 K

0.384 0.324 0.060 18.433180 0.391702358 3.00534316

0.340 0.329 0.011 16.3339383 0.30756541 0.70170439

0.328 0.320 0.008 13.5746606 0.212428916 0.73888246

0.318 0.300 0.018 13.2547865 0.202535493 1.74369438

0.307 0.299 0.008 12.6582278 0.184714712 0.84974282

0.300 0.292 0.008 12.5786164 0.182398563 0.86053309

0.292 0.286 0.006 11.0159119 0.139893191 0.84149914

0.269 0.261 0.008 9.32642487 0.100273474 1.56531925

0.233 0.231 0.002 5.94451783 0.04073699 0.96325231

D= 0.025

y = 0.043x2 - 0.8914x - 0.7141

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

K

Q

Grafico de Q vs K

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5.- CODO CORTOHe Hs H Q V2 K

0.308 0.268 0.04 18.4331797 0.391702358 2.00356210

0.305 0.266 0.039 16.3339383 0.307565410 2.48786104

0.296 0.264 0.032 13.5746606 0.212428916 2.95552984

0.287 0.262 0.025 13.2547865 0.202535493 2.42179775

0.281 0.256 0.025 12.6582278 0.184714712 2.65544630

0.277 0.254 0.023 12.5786164 0.182398563 2.47403264

0.275 0.256 0.019 11.0159119 0.139893191 2.664747280.253 0.241 0.012 9.32642487 0.100273474 2.34797888

0.227 0.224 0.003 5.94451783 0.04073699 1.44487847

D= 0.025

y = 0.0039x2

+ 0.0239x + 0.2776

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

K

Q

Grafico de Q vs K

y = -0.015x2 + 0.4005x - 0.1104

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

5 7 9 11 13 15 17 19 21

K

Q

Grafico de Q vs K

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6.- INGLETEHe Hs H Q V2 K

0.068 0.021 0.047 18.4331797 0.391702358 2.35418547

0.102 0.053 0.049 16.3339383 0.30756541 3.12577412

0.118 0.074 0.044 13.5746606 0.212428916 4.063853530.135 0.096 0.039 13.2547865 0.202535493 3.77800448

0.144 0.111 0.033 12.6582278 0.184714712 3.50518912

0.145 0.116 0.029 12.5786164 0.182398563 3.11943246

0.175 0.154 0.021 11.0159119 0.139893191 2.9452470

0.198 0.17 0.028 9.32642487 0.100273474 5.47861739

0.197 0.19 0.007 5.94451783 0.04073699 3.37138309

D= 0.025

y = -0.0358x2 + 0.7614x + 0.1527

0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15 20

K

Q

Grafico de Q vs K

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TAIPE HURTADO JHON

1. Al hablar de perdidas en tuberas, lleva a estudiar los flujos internos que sean

completamente limitados por superficies slidas con un grado de rugosidad segn el material

del cual estn fabricadas.

2. Este flujo es muy importante de analizar ya que permitir disear las redes de tuberas y sus

accesorios ms ptimos.

3. Las prdidas de energa que sufre una corriente cuando circula a travs de un circuito

hidrulico se deben fundamentalmente a:

Variaciones de energa potencial del fluido.

Variaciones de energa cintica.


4. En las aplicaciones nos es til para saber cuanto de perdidas se tiene.

5. En centrales hidroelctricas es conveniente usar radios mayores.

6. Econmicamente es ms conveniente usar codos de ms uso comn en el mercado ya que el

uso por ejemplo de codos cuadrados el costo seria mayor ya que hay que hacer pedidos

especiales.

7. al observar la tabla de coeficientes de caudal y comparndolos entre si, se puede deducir que

el medidor de gasto Venturi, es el medidor que presenta los coeficientes ms eficientes de

los otros medidores analizados.

8. En al caso de los otros medidores no se observan valores eficientes, los valores son bajos. Lo

que demuestra que son poco eficientes y las diferencias entre los caudales tericos y los

reales son no poco despreciables.

9. Finalmente el medidor de Venturi presenta una mayor fiabilidad en el momento de trabajar

con datos provenientes de distintos mtodos, lo cual minimiza la tendencia al error lo que se

verificaron los altos ndices de los coeficientes de caudal mostrados en la tabla anterior.

10.En las aplicaciones que se le puede dar es que para tener menores perdidas de energa se

comience con un dimetro mayor a una menor por ejemplo para las instalaciones de agua

en un edificio.


CONCLUSIONES

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1. En los componentes (accesorios), de codo corto e inglete se ve que existe mayor

perdidas, ya que la altura de presin tiene un promedio de 5cm.

2. Las prdidas secundarias se presentan cuando hay un cambio en la seccin

de la trayectoria del flujo, en la direccin del flujo o existen restricciones en

este, ejemplos son: una reduccin, un codo y una vlvula respectivamente.

3. Las cargas localizadas slo se pueden determinar de forma experimental, y puesto

que son debidas a una disipacin de energa motivada por las turbulencias, pueden

expresarse en funcin de la altura cintica corregida mediante un coeficiente de

friccin K.

4. Los accesorios de codos de radios menores tienen mayor perdida.

5. El valor de K (coeficiente de friccin), depende del tipo de material y del dimetro,

este coeficiente se puede calcular por medio de tablas y de frmulas.

6. Los codos de forma cuadrada, son codos que existen menores perdidas a diferencia

de los codos angulares.

7. El coeficiente K es adimensional y depende del tipo de singularidad y de

la velocidad media en el interior de la tubera.

HUARCAYA QUISPE DANILO

1. Se evalu las perdidas secundarias en un flujo interno a travs de un conjunto de

tuberas y accesorios en funcin de la cada de presin para cada caso.

2. Se determin el coeficiente de prdidas secundarias (K) de contracciones y

ensanchamientos dentro de un banco de tuberas.

3. Segn el tipo de accesorio se puede conocer cunto es la cantidad de perdida que

genera en una lnea de conduccin.

4. El coeficiente de friccin se encuentra en todos los tipo de materiales.

5. En materiales de mayor rugosidad existir mayor perdida en la lnea de conduccin.

6. Utilizar en el ensayo otros lquidos de mayor viscosidad para poder notarlas

diferencias que esto podra representar.

TAIPE HURTADO JHON

1. Se debe determinar el coeficiente de prdidas secundarias (K) de contracciones y

ensanchamientos dentro de un banco de tuberas.

RECOMENDACIONES

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2. La siguiente expresin o formula sirve para evaluar las perdidas secundarias (en metros de

columna del fluido)

Donde K es la constante para cada accesorio y depende del tipo de accesorio, material y dimetro.

3. Se debe saber que las variaciones bruscas de velocidad son causadas por:

Cambios bruscos de seccin.

Perturbacin del flujo normal de la corriente, debido a cambios de direccin provocadas por

la existencia de un codo, curva, etc.


4. Se recomienda que estas aplicaciones se utiliza para saber cuanto de prdida de energa se

tiene.

5. En las aplicaciones se recomienda que para tener menores perdidas de energa se utilice

radios mayores como en los centrales hidroelctricos.

6. Se recomienda que econmicamente es ms conveniente usar codos de ms uso comn en

el mercado ya que el uso por ejemplo de codos cuadrados el costo seria mayor ya que hay

que hacer pedidos especiales.7. Se recomienda que al observar la tabla de coeficientes de caudal y haciendo las

comparaciones, se puede deducir que el medidor de gasto Venturi, es el medidor que

presenta los coeficientes ms eficientes de los otros medidores analizados.

8. Se recomienda que al observar los otros medidores no se observan valores eficientes, los

valores son bajos. Lo que demuestra que son poco eficientes y las diferencias entre los

caudales tericos y los reales son no poco despreciables.

9. Finalmente se recomienda que el medidor de Venturi presenta una mayor fiabilidad en el

momento de trabajar con datos provenientes de distintos mtodos, lo cual minimiza la

tendencia al error lo que se verificaron los altos ndices de los coeficientes de caudal

mostrados en la tabla anterior.

10. Se recomienda que para tener menores perdidas de energa se comience con un dimetro

mayor a una menor por ejemplo para las instalaciones de agua en un edificio.


1. Se recomienda usar los accesorios de inglete y contraccin, solo en casos de urgencia

ya que generan demasiadas perdidas.

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2. Se recomienda utilizar codos con radios mayores, para tener menor turbulencia y

esto a la vez puede generar menores perdidas.

3. Se recomienda con presin los experimentos para obtener un mejor clculo de

prdidas.

4. Es recomendable saber cunto de perdidas tiene cada accesorio, para conocer

cuando es ms recomendable usarlos, por ejemplo En centrales hidroelctricas es

conveniente usar accesorios de radios mayores.

5. Se recomienda tener presente siempre el tipo de material del accesorio, y tener en

consideracin sus especificaciones, para determinar bien el coeficiente de friccin.

6. Econmicamente es ms conveniente usar codos de ms uso comn en el mercado

ya que el uso por ejemplo de codos cuadrados el costo sera mayor ya que hay que

hacer pedidos especiales.

7. Se recomienda determinar bien la velocidad media del interior de la tubera , ya que

esto influye bastante en el valor de K.

HUARCAYA QUISPE DANILO

1. Antes de experimentar verificar los equipos no sufran de fugas ni chorreos que

afectaran a la toma de datos

2. Se debe seguir un procedimiento riguroso para la toma de datos y as obtener

resultados confiables para el anlisis de las prcticas.

3. Limpiar tanto el tanque como el canal peridicamente de modo que estas impurezas

no afecten la toma de datos.

4. Aumentar el nmero de ensayos para el trabajo en el laboratorio para tener ms

informacin.

5. Realizar los ensayos con materiales de mayor precisin en cuanto a la toma de las

medidas y distancias.

6. Medir el caudal, recolectando el agua que sale por el rebosadero en la probeta y

tomando el tiempo de llenado. Recuerde que es conveniente hacer por lo menos tres

medidas para hallar un caudal promedio.

informe 8 2012-iii

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