Experimento: Perdidas de energía por accesorios.
Objetivos Generales
Determinar experimentalmente las pérdidas de energía producidas por:
a) Codo de 90º radio corto.
b) Expansión Gradual.
c) Calcular el coeficiente K, en cada caso para luego compararlos con los
valores suministrados en practica.
0bjetivos Específicos
a) Determinar la velocidad a la que circula por la expansión gradual y por el
codo de 90º radio corto, para cada una de las mediciones realizadas.
b) Aplicar la ecuación de Bernoulli para cada una de las velocidades
obtenidas y determinar en cada caso la perdida de energía.
c) Graficar en Excel (ajuste por regresión lineal) las energías cinéticas contra
las perdidas ( ) y obtener el coeficiente K mediante la pendiente de
la ecuación de la recta.
Datos Obtenidos
Expansión gradual:
Nº ( ) ( ) volumen ( ) ( )1 0.262 0.267 5x10 15.042 0.290 0.294 5x10 15.793 0.305 0.308 5x10 18.524 0.316 0.318 5x10 23.825 0.323 0.324 5x10 30.106 0.329 0.330 5x10 44.82
Codo de 90º Radio corto:
Nº ( ) ( ) volumen ( ) ( )1 0.163 0.135 5x10 15.042 0.220 0.200 5x10 15.793 0.254 0.239 5x10 18.524 0.281 0.271 5x10 23.825 0.302 0.296 5x10 30.106 0.318 0.315 5x10 44.82
Cálculos Típicos
Trabajando en el sistema internacional de unidades
Formulas a utilizar:
, , , , , ,
, ,
Para la expansión gradual:
Cálculo de Caudales:
, ,
, , ,
Calculo de las Velocidades:
, , ,
, ,
, , , ,
,
Calculo de las Perdidas:
, , , , .
Codo de 90º Radio Corto:
Calculo de las velocidades:
, , , ,
,
, , ,
, ,
Calculo de las Perdidas:
,
, , , , .
Resultados Obtenidos
Expansión Gradual:
Nº
1 3.32 0.63 0.16 0.014 0.020
2 3.17 0.59 0.16 0.012 0.018
3 2.69 0.51 0.13 0.009 0.013
4 2.09 0.39 0.10 0.005 0.008
5 1.66 0.31 0.08 0.004 0.005
6 1.12 0.21 0.05 0.001 0.002
Codo de 90º Radio Corto:
Nº
1 3.32 0.16 0.63 -0.031 0.020
2 3.17 0.16 0.59 -0 .036 0.018
3 2.69 0.13 0.51 -0. 037 0.013
4 2.09 0.10 0.39 -0.037 0.008
5 1.66 0.08 0.31 -0.039 0.005
6 1.12 0.05 0.21 -0.039 0.002
Gráfico de la Energía Cinética vs. Las Pérdidas
Expansión Gradual
Codo de 90º Radio Corto
Análisis de Resultados
En el cálculo de las pérdidas de carga por accesorios, se utiliza un tubo de
ventura y un codo de 90º de radio corto, en ambos casos se obtuvo lecturas en
los piezómetros que representan el valor de la presión sobre el peso específico
( ).
El volumen se mantuvo constante a 5lts y se fue midiendo los tiempos en los
cuales se realizaban las lecturas del piezómetro.
En el tubo de venturi las lecturas de ( ) siempre se presentaron mayores que
en el codo de 90º. A medida que el tiempo aumentaba, los valores de ( )
disminuyen, los valores de los caudales, las velocidades y la energía cinética
disminuyen, los valores las perdidas aumentan. Por otro lado, para el codo de
90º radio corto, los valores de ( ) aumentaban, los valores de los caudales,
las velocidades, energía cinética disminuyen, los valores las perdidas
aumentan.
En el tubo de venturi, las velocidades son variables respecto al tiempo tanto a
la entrada como a la salida, igual `para el codo de 90º radio corto.
La energía cinética máxima utilizada tanto en el tubo de venturi (expansión
gradual), como en el codo de 90º radio corto fueron las obtenidas en las
secciones de diámetro menor.
Por medio de las gráficas se obtuvieron dos valores de K, uno para cada
accesorio, en el Venturi la gráfica arrojó un valor de 0.6923; en el codo de 90º
la gráfica nos arrojó un valor de 0.35.
Conclusión
Luego de analizar los resultados obtenidos, nos dimos cuenta que para un
tubo de venturi (expansión gradual) las pérdidas de energía son mayores al
codo de 90º radio corto y disminuyen cuando el caudal disminuye, mientras
que para el codo de 90º radio corto disminuyen según lo anteriormente
mencionado. Para la expansión gradual el valor de K no estuvo dentro de
los valores suministrados en el laboratorio, esto se debe a que puede haber
error en l medición de los caudales, el tiempo y las presiones.
Para el codo de 90º radio corto los valores de las perdidas fueron negativos
(-), esto nos indica que hay una ganancia de energía en vez de perdidas y
se debe a que el codo se encuentra en una posición vertical y no horizontal
y se encuentra afectada por la energía de presión y el valor de
, el valor de K para este accesorio si estuvo dentro de los valores
suministrados en el laboratorio. En consecuencia estas perdidas de carga
de un fluido van a variar dependiendo de los accesorios que se le conecten
a la tubería empleada, en el venturi, al igual para el codo de 90º radio corto,
las pérdidas se originan en los cambios de sección del tubo; de esta manera
la velocidad y la energía cinética en esos puntos es variable, por lo tanto
también hay aumento en las pérdidas de carga.
Universidad Centrooccidental “Lisandro Alvarado”
Decanato de Ingeniería CivilDepartamento de Hidráulica y Sanitaria
Laboratorio de Hidráulica
Integrantes: Mambel Lidio
C.I:16646162 Mambel Esnoel
C.I:16646157Fernando
Introducción
Las perdidas de energía por accesorios se conocen también como perdidas de
forma, que tienen lugar en los cambios de sección y dirección de la corriente,
en las contracciones, ensanchamiento, codos, diafragmas, válvulas de
diferentes tipos etc.: en general en todos los accesorios de tuberías. Estos
elementos producen una perturbación de le corriente que origina remolinos y
desprendimiento, que intensifican las perdidas.
Las pérdida de energía antes referidas se conocen con el nombre de perdidas
localizadas, también denominadas menores, producidas por la existencia de un
cambio de forma en un flujo confinado logrando que se produzca una alteración
sustancial de la línea piezometrica y en consecuencia de las presiones, por lo
tanto es importante su estudio el cual se realizara en el presente informe con el
fin de mejorar los diseños posteriores.
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