LABORATORIO N° 6 “PERDIDAS EN SISTEMAS HIDRAULICOS DE TUBERIAS”

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MECANICA DE FLUIDOS

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LABORATORIO LABORATORIO N° 6

“PERDIDAS EN SISTEMAS HIDRAULICOS HIDRAULICOS DE TUBERIAS”

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MECANICA DE FLUIDOS

PERDIDAS EN SISTEMAS HIDRÁULICOS DE TUBERÍAS I.

OBJETIVOS:   

Estudiar la ecuación general de la energía para flu! "isc!s!# aplicad! a flu! intern! en tu$erías % acces!ri!s& Calcular e'peri(ental(ente c!eficientes de fricción# c!eficientes de p)rdidas % l!ngitud e*ui"alente para diferentes acces!ri!s& C!(parar l!s resultad!s e'peri(entales c!n l!s resultad!s teóric!s rep!rtad!s&

II. FUNDAMENTO TEÓRICO: Para el c+lcul! de las p)rdidas en l!s siste(as ,idr+ulic!s de tu$erías es necesari! c!n!cer la ecuación de la pri(era le% de la ter(!din+(ica ! ecuación de la c!nser"ación de la energía# la cual esta$lece *ue-

Es c!(.n "er esta ecuación escrita de la siguiente (anera

/0 D!nde “hl” 1p)rdida de carga t!tal2 s!n las p)rdidas t!tales *ue !curren en el siste(a % *ue a su "e3 est+n c!nstituidas p!r d!s tip!s de p)rdidashl = h pl + h ps

D!nde: ,pl- 1p)rdidas de carga lineales2# p)rdidas (a%!res de$idas a l!s efect!s de r!3a(ient! en un flu! c!(pleta(ente desarr!llad! de un c!nduct! de +rea c!nstante 1tra(!s rect!s2& ,ps- 1p)rdidas singulares2# p)rdidas (en!res de$idas a acces!ri!s# ca($i!s de +rea# etc&

CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS MAYORES. Las características de los esfuerzos cortantes son muy distintas en función de que el flujo sea laminar o turbulento. En el caso de flujo laminar , las diferentes capas de fluido discurren ordenadamente, siempre en dirección paralela al eje de la tubería y sin mezclarse, siendo el factor dominante en el intercambio de cantidad de movimiento (esfuerzos cortantes) la viscosidad. En flujo turbulento , en cambio, eiste una continua fluctuación tridimensional en la velocidad de las partículas (tambi!n en otras ma"nitudes intensivas, como la presión o la temperatura), que se superpone a las componentes de la velocidad. Este es el fenómeno de la turbulencia, que ori"ina un fuerte intercambio de cantidad de movimiento entre las distintas capas del fluido, lo que da unas características especiales a este tipo de flujo. El tipo de flujo, laminar o turbulento, depende del valor de la relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas, es decir del número e Re!nol"# Re , cuya epresión se muestra a continuación en forma "eneral y particularizado para tuberías de sección transversal circular: Las p!rdidas mayores en sistemas de tuberías est#n asociadas a tramos rectos, y son calculadas de acuerdo a la ecuación de $arcy% &eisbac':

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/4 D!nde5 6 densidad del fluid!& D 6 Di+(etr! intern! de la tu$ería& " 6 "el!cidad (edia del fluid!& 7 6 "isc!sidad din+(ica ! a$s!luta del fluid!& ν 6 "isc!sidad cine(+tica del fluid!& Q = caudal circulante p!r la tu$ería& Cuand! 8e 9 4:::# el flu! es la(inar 8e;