PRÁCTICA Nº4

PRÁCTICA Nº4: PÉRDIDAS POR FRICCIÓN  EN ACCESORIOS

DESCRIPCION DEL TEMA: 

A nivel industrial los fluidos son transportados a través de tuberías conectadas mediante accesorios con un fin especifico que depende de la necesidad de la empresa sin embargo estos fluidos a medida que fluyen por un conducto, tubo o algún otro dispositivo, sufren de pérdidas de energía debido a la fricción que hay entre el líquido y la pared de la tubería; tales energías traen como resultado una disminución de la presión entre dos puntos del sistema de flujo que pueden ser medidas y controladas.

En estructuras largas, las pérdidas por fricción son muy importantes, por lo que ha sido objeto de investigaciones para llegar soluciones satisfactorias de fácil aplicación en las industrias actuales.

Para estudiar el problema de la resistencia al flujo resulta necesario volver a la clasificación inicial de los flujos laminar y turbulento, anteriormente empleado. Por lo cual deberemos utilizar la siguiente ecuación:

 

las perdidas por fricción pueden ser calculadas mediante una ecuación que relaciona tanto las condiciones del accesorio o tuberia empleados como las condiciones del fluido que se mueve a través de este. 

 

Esta ecuación permite el calculo de la perdida por friccion en tuberias del fluido.

para determinar la pérdida por accesorios debemos tener en cuenta la siguiente informacion, en la podemos observar tanto la ecuación necesaria para su calculo como la determinación de valores con respecto al factor de fricción ocasionado por cada accesorio.

DESCRIPCION DE LA PRÁCTICA: 

Las pérdidas de energía en fluidos por accesorios y tuberías fueron estudiadas por medio del siguiente equipo

 como podemos observar en las imágenes anteriores el equipo consta de un seria de accesorios conectados mediante tuberías que permiten el constante flujo de agua, el flujo es manejado mediante una serie de válvulas que por medio de un equipo electrónico se puede medir la presión ejercida por el fluido.

El equipo debe ser estrictamente regulado mediante las válvulas correspondientes al accesorio que se desea estudiar esto con el fin de concentrar el flujo que ingresa al equipo directamente al accesorio de estudio. 

Adicionalmente se debió calcular el caudal de que se mueve a través del equipo, esto mediante una tubería que permite la salida del fluido del equipo y por la cual es posible calcular el tiempo que se demora en llenar cierta cantidad de liquido en una cubeta. 

DATOS:

tabla Nº1, toma de datos y calculo de hL experimental

  En esta tabla podemos encontrar los datos registrados con respecto a las alturas medidas en el tubo en U del equipo, posteriormente su conversión hasta Kpa para luego ser utilizada en el calclulo del hL experimental es decir la perdida de energía por accesorios mediante la ecuación:

hLexp = P / peso especifico

tabla Nº2 y tabla Nº3, Datos teorico para el calculo del hL teórico en accesorios y tuberías respectivamente.

 Para el calculo teorico de la perdida de energía en los accesorios y tuberias debemos hacer uso de los datos anteriormente mencionados con respecto a la relación longitud equivalente en diametros de conducto de cada accesorio y el factor de fricción de la tubería.

tabla Nº4, comparacion y porcentajes de error entre los hL calculados.

 En esta tabla podemos observar la relacion la comparación entre los valores calculados de manera teorica y los dependientes de la practica de laboratorio, en relacion podemos obtener un porcentaje de error que sin importar el signo que presentan estos poseen un valor absoluto.

ANALISIS DE RESULTADOS.

Como se puede observar en la tabla Nº4 los valores obtenidos por ambos metodos pueden presentar grandes variaciones, esto puede ocurrir debido a que al realizar el calculo teorico no se tienen en cuenta las relaciones de presion proporcionadas por el equipo ademas de factores como la temperatura del fluido.
Es por esto que en su mayoria los hL teoricos llegan a obtener valores menores a los obtenidos por metodos experimentales.

Los porcentajes de error demasiado grandes son debidos a que en su mayoria pudo exisitir una mala lectura de los equipos de analisis, obtenido asi una lectura errada y una ampliacion en el margen de error de la perdida del fluido.

Las tuberias empleadas dentro del equipo permiten el facil analisis de la perdida de energia por friccion en el fluido, sin embargo observamos que el porcentaje de error para la tuberia de hierro 1/2" es bastante grande.

Tambien debemos tener en cuenta que el caudal empleado era constante durnate toda la practica, puesto que este no era alterado y el equipo lo proporciona.

Las peridias de energia por accesorios y por friccion presentan la cualidad de que las ocurridas por el uso de accesorios presentan valores aun mas grandes en comparacion a los presentados por las tuberias, esto se debe a que los accesorios presentan un contacto y casi que retencion directa del fluido en el caso de las valvulas o una desviacion abrutpta del movimiento del fluido en el caso del codo, las tuberias por el contrario presentan su perdida de energia debido a la rugosidad del material y el desgaste que estas mismas pueden tener, las imperfecciones y propiedades del mismo material son las encargadas de la aparicion de un hL que es menor en comparacion al de los accesorios y que esta estrechamente relacionado con el regimen del fluido (laminar, transitorio o turbulento).

CONCLUSIONES.

-  las tuberias permiten el transporte del fluidos en un amplio rango de posibilidades, sin embargo presentan imperfecciones que impiden el movimiento fluido del mismo.

- la perdida de energia de un fluido debido a la presencia de accesorios depende directamente del acceosrio empleado y de las propiedades con las que el fluido se encuentra.

- los materiales empleados para la elaboracion de tuberias juegan un papel importante a la hora de decidir que tipo de fluido se desea transportar de un lugar a otro.

- los accesorios a pesar de ser herramientas que dan un control del sujeto sobre el fluido trabajado, presentan un obstaculo para el transporte de los fluidos ocasiondo perdidas de energia en su movimeinto.

- el transporte correcto de un fluido esta ligado al correcto diseño del recorrido de la tuberia y correcto uso de accesorios con el fin de gastar menos energia y reducir costos en diseño.