PÉRDIDAS POR ACCESORIOS Presentado por: Caballero Reyes Silvia Andrea Cuervo Niño Jeison David Villamil Pulecio Juan Sebastián Espinoza Reina José Luis Ing. Civil Tuberías y Canales Ingeniería Civil Universidad Santo Tomás Bogotá, Colombia, Mayo 2019. PÉRDIDAS POR ACCESORIOS 1 1. INTRODUCCIÓN Cabe recordar que las pérdidas de cabeza que ocurren en una tubería se presentan por dos motivos: a. Resistencia al flujo por fricción en las paredes internas. b. Pérdidas localizadas con accesorios y válvulas En general las tuberías que se utilizan en la práctica para conducir o transportar fluidos está compuesta por tramos rectos y curvos para adaptar su trazado a los accidentes topográficos del terreno, así como a los cambios que se presentan en la dirección y trayectoria considerados en el diseño de la conducción. En consecuencia hay que considerar los distintos dispositivos utilizados para el control de flujo como son las válvulas y los accesorios como codos, uniones (T), (Y), reducciones, y demás accesorios que generan pérdidas de energía, diferentes y complementarias a las ocasionadas por los efectos de la fricción. El hecho de que una pérdida localizada se presente en el mismo lugar de cambio de geometría o alteración de flujo, permite determinar la magnitud de dicha pérdida como una fracción de la carga o cabeza de velocidad, localizada inmediatamente aguas abajo del sitio donde se produjo la pérdida. 2. OBJETIVOS 2.1. General ● Determinar las pérdidas de carga generadas por accesorios como codos, uniones (T), (Y), reducciones etc., instalados en una conducción. 2.2. Específicos ● Visualizar la importancia de estas pérdidas en el diseño de una conducción. ● Entender cómo varían las pérdidas localizadas o por accesorios (conocidas también como pérdidas menores) a lo largo de una tubería. 3. MARCO TEÓRICO Las pérdidas de carga o de cabeza de presión que ocurren en tuberías debido a los accesorios ya mencionados se llaman pérdidas menores o localizadas, sin embargo el término de pérdidas menores no es muy apropiado por cuanto en muchas ocasiones estas pérdidas localizadas pueden llegar a ser mayores a las debidas a la fricción en el tubo en el tubo o conducto. Estas pérdidas por accesorios ocurren de una manera puntual (mientras que la fricción y viscosidad ocurren de una manera distribuida), por tal motivo se conocen también como pérdidas localizadas y se calculan o determinan en forma experimental como es el caso de la práctica que nos ocupa. Se aplica en este caso la ecuación de Bernoulli: 2 Y de aquí se obtiene: 4. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES UTILIZADOS Se trata de un sistema de tuberías en PVC con los accesorios para los cuales se van a efectuar las mediciones de pérdida a saber: Codo de radio medio, codo de radio corto, ensanchamiento súbito, contracción súbita y finalmente codo de radio largo. Los piezómetros están colocados a la entrada y a la salida de cada accesorio y se encuentran numerados secuencialmente. Equipo de medición de pérdidas por accesorios en tuberías. (Foto tomada en la clase) El agua la suministra un banco hidráulico volumétrico, ya descrito en una de las prácticas precedentes. Este banco se utiliza además como equipo de aforo. Esquema localización accesorios y piezómetros. (Foto tomada en la clase) 3 5. PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA Colocar la unidad obre el banco hidráulico y nivelar. Cerrar la válvula de compuerta que se encuentra a la salida del sistema. Accionar el interruptor que pone en marcha la motobomba y el circuito cerrado del banco hidráulico volumétrico. Verificar que todos los piezómetros están marcando la misma altura (Presión). En estas condiciones se puede iniciar el ensayo. Se procede a abrir totalmente la válvula de compuerta para obtener el máximo caudal posible y efectuar la lectura de cada uno de los piezómetros conectados a la entrada y a la salida de cada accesorio, a la vez que se efectúa el aforo en el banco hidráulico, mediante la captación de un volumen de agua en un tiempo determinado. Continuar cerrando la válvula de control aproximadamente una vuelta para cada lectura y repetir el procedimiento por lo menos en cinco oportunidades o hasta que prácticamente la válvula quede cerrada. 6.CÁLCULOS Y RESULTADOS - Caudal #1 Tabla 1, Datos de entrada Caudal aforo #1, Propia Tabla 2, Datos del Caudal real aforo #1, Propia Tabla 3, Datos del k y pérdidas por accesorios aforo #1, Propia 4 - Caudal #2 Tabla 4, Datos de entrada Caudal aforo #2, Propia Tabla 5, Datos del Caudal real aforo #2, Propia Tabla 6, Datos del k y pérdidas por accesorios aforo #2, Propia - Caudal #3 Tabla 7, Datos de entrada Caudal aforo #3, Propia Tabla 8, Datos del Caudal real aforo #3, Propia 5 Tabla 9, Datos del k y pérdidas por accesorios aforo #3, Propia - Caudal #4 Tabla 10, Datos de entrada Caudal aforo #4, Propia Tabla 11, Datos del Caudal real aforo #4, Propia Tabla 12, Datos del k y pérdidas por accesorios aforo #4, Propia - Caudal #5 Tabla 13, Datos de entrada Caudal aforo #5, Propia 6 Tabla 14, Datos del Caudal real aforo #5, Propia Tabla 15, Datos del k y pérdidas por accesorios aforo #5, Propia 7. CONCLUSIONES - Con base en los datos se puede observar que los codos generan menos pérdidas que la expansión y reducción. Las pérdidas de energía son proporcionales a la carga de velocidad del fluido, conforme el fluido para por un codo o cualquier contracción de la sección. Los porcentajes de error del los coeficientes de pérdidas menores calculados de forma experimental y comparados con los que ofrece PAVCO, son menores al de 10%, con ello se puede observar una alta diferencia lo cual nos puede indicar una falla en la toma de datos. 8. REFERENCIAS MOTT ROBERT, Mecánica de fluidos aplicada. Ed. Prentice Hall. RONALD V. GILES. Mecánica de los fluidos e Hidraulica – Teoria y Problemas Mc GrawHill. 1990 STREETER, Víctor L. Mecánica de Fluidos. México. Mc Graw-Hill. 1995 7 Vennard, John K. And Robert L. Street. Elementary Fluid Mechanics. New York. John Wiley and sons.
