cuestionario inicial practica 9 aplicaciones

Vista previa del material en texto

Universidad Nacional Autónoma de México 
Facultad de Estudios Superiores 
Plantel Aragón 
 
INGENIERIA INDUSTRIAL 
 
LABORATORIO “Aplicaciones de Propiedades de la Materia” 
 
Cuestionario previo numero 9 
 
TEMA: FLUJO EN TUBERÍAS. 
 
SUBTEMA: PÉRDIDAS DE PRESION Y FACTORES DE FRICCION. 
 
GRUPO:8027 
 
NOMBRE DEL PROFESOR: VELAZQUEZ VELAZQUEZ DAMASO 
 
NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO 
 
FECHA DE ENTREGA: 09 DE NOVIEMBRE DEL 2020 
 
 
 
 
 
1. ¿Escriba la ecuación de la energía de la primera ley de la termodinámica, 
describiendo cada una de sus variables? 
 
2. ¿Cuál es el teorema de Bernoulli y cuál es su relación con la primera ley 
de la termodinámica? 
La ecuación de Bernoulli es un balance de fuerzas sobre una partícula de fluido 
que se mueve a través de una línea de corriente, mientras que la primera ley de la 
termodinámica consiste en un balance de energía entre los límites de un volumen 
de control dado, por lo cual es más general ya que permite expresar los 
intercambios energéticos a lo largo de una corriente de fluido, como lo son las 
pérdidas por fricción que restan energía, y las bombas o ventiladores que suman 
energía al fluido. 
3. ¿A que se refieren las pérdidas primarias y las pérdidas secundarias y 
donde se aplican en esta práctica? 
Pérdidas primarias y secundarias en tuberías: Pérdidas primarias: Se producen 
cuando el fluido se pone en contacto con la superficie de la tubería. Esto provoca 
que se rocen unas capas con otras (flujo laminado) o de partículas de fluidos entre 
sí (flujo turbulento). Estas pérdidas se realizan solo en tramos de tuberías 
horizontal y de diámetro constante. 
Pérdidas secundarias: Se producen en transiciones de la tubería (estrechamiento 
o expansión) y en toda clase de accesorios (válvulas, codos). En el cálculo de las 
pérdidas de carga en tuberías son importantes dos factores: * Que la tubería sea 
lisa o rugosa. * Que el fluido sea laminar o turbulento. 
4. A que se deben la pérdida de energía en tuberías. 
La pérdida de carga en una tubería o canal es la pérdida de presión que se 
produce en un fluido debido a la fricción de las partículas del fluido entre sí y 
contra las paredes de la tubería que las conduce 
5. A que se debe la pérdida de energía en los accesorios. ¿Quién pierde más 
energía; ¿un codo de 45 grados o uno de 90 grados, explique? 
Se propusieron diversas fórmulas para el cálculo de diversas pérdidas de carga 
por frotamiento, cuando los fluidos circulan en curvas, accesorios, etc. Pero el 
método más sencillo es considerar cada accesorio o válvula como equivalente a 
una longitud determinada de tubo recto. Esto permite reducirlas pérdidas en los 
tubos, las válvulas o accesorios aun denominador común: la longitud equivalente 
del tubo de igual rugosidad relativa. 
Pierde mas energía el codo de 90° por su curva 
6. ¿Afecta la viscosidad del líquido en las perdidas de energía, explique? 
La pérdida de carga en una tubería o canal es la pérdida de presión que se produce 
en un fluido debido a la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las 
paredes de la tubería que las conduce. Las pérdidas pueden ser continuas, a lo 
largo de conductos regulares, o accidentales o localizadas, debido a circunstancias 
particulares, como un estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia de una 
válvula. 
7. ¿Que representa la variable “H” de la ecuación de Bernoulli y en que 
unidades se expresa? 
La constante en la ecuación de Bernoulli puede ser normalizada. Un enfoque 
común es en términos de cabeza total o cabeza de energía H: 
Las ecuaciones anteriores sugieren que hay una velocidad de flujo en la cual la 
presión es cero, y a velocidades aún más altas la presión es negativa. La mayoría 
de las veces, los gases y líquidos no son capaces de presión absoluta negativa, o 
incluso presión cero, por lo que claramente la ecuación de Bernoulli deja de ser 
válida antes de que se alcance la presión cero. En líquidos – cuando la presión es 
demasiado baja – se produce cavitación. Las ecuaciones anteriores utilizan una 
relación lineal entre la velocidad de flujo al cuadrado y la presión 
8. ¿Qué representa la variable “hf” de la ecuación de Bernoulli y en que 
unidades se expresa? 
La ecuación de Bernoulli expresa la igualdad del trabajo por unidad de volumen de 
fluido (P2-P1) a la suma de las magnitudes energía potencial y cinética por unidad 
de volumen que tienen lugar en el flujo. 
9. ¿Cómo se relaciona hf con la ecuación de Darcy, y cuál es la ecuación de 
Darcy? 
En dinámica de fluidos, la ecuación de Darcy-Weisbach es una ecuación empírica 
que relaciona la pérdida de carga hidráulica (o pérdida de presión) debido a la 
fricción a lo largo de una tubería dada con la velocidad media del flujo del fluido. 
La ecuación obtiene su nombre en honor al francés Henry Darcy y al alemán 
Julius Weisbach (ingenieros que proporcionaron las mayores aportaciones en el 
desarrollo de tal ecuación). 
 
10. ¿Cómo es el factor de fricción en un flujo de transición? 
El factor de fricción o coeficiente de resistencia de Darcy-Weisbach (f) es un 
parámetro adimensional que se utiliza en dinámica de fluidos para calcular la 
pérdida de carga en una tubería debido a la fricción. 
El cálculo del factor de fricción y la influencia de dos parámetros (número de 
Reynolds, Re y rugosidad relativa, εr) depende del régimen de flujo. 
11. Realice la demostración de la ecuación de Bernoulli y su aplicación que 
se muestra en la siguiente dirección electrónica “clase 2: Teoría, 
Introducción a la dinámica de fluidos 2. Ecuación de Bernoulli” 
http://www.youtube.com/watch?v=7Cp89RcyYGE&list=PLgeh_RfSoZhKuk_K
EevX-L8Wg5SPdt0Ae&index=11 
 
http://www.youtube.com/watch?v=7Cp89RcyYGE&list=PLgeh_RfSoZhKuk_KEevX-L8Wg5SPdt0Ae&index=11
http://www.youtube.com/watch?v=7Cp89RcyYGE&list=PLgeh_RfSoZhKuk_KEevX-L8Wg5SPdt0Ae&index=11
 
 
12.Resuelva el problema que viene desarrollado en la siguiente dirección 
electrónica “clase 7: Problema 4, El sifón, como funciona” 
http://www.youtube.com/watch?v=kLbbEMCF9a8&list=PLgeh_RfSoZhKuk_K
EevX-L8Wg5SPdt0Ae&index=16 
 
http://www.youtube.com/watch?v=kLbbEMCF9a8&list=PLgeh_RfSoZhKuk_KEevX-L8Wg5SPdt0Ae&index=16
http://www.youtube.com/watch?v=kLbbEMCF9a8&list=PLgeh_RfSoZhKuk_KEevX-L8Wg5SPdt0Ae&index=16
 
 
13.¿Qué es un tubo arenisca? 
En el interior de los tubos comerciales existen protuberancias o irregularidades de 
diferentes formas y tamaños cuyo valor medio se conoce como rugosidad absoluta 
(K), y que puede definirse como la variación media del radio interno de la tubería. 
Estos tubos artificialmente preparados se conocen como tubos arenisca. 
14.Determinar la rugosidad relativa (tomando como referencia la figura 
9.5)para diferentes tuberías que tienen 2, 2.5 y 4 pulgadas de diámetro, 
construidas con los materiales de acuerdo a la siguiente tabla. 
 
15.Determinar el coeficiente de rozamiento (factor de fricción) dentro del 
diagrama de Moody (figura 9.4) teniendo los datos de la siguiente tabla: 
 
16.¿Qué es la longitud equivalente? 
El sistema de cálculo más simplificado es el que utiliza la llamada Longitud 
Equivalente: Longitud de tubería recta de igual diámetro que el del obstáculo que 
produce la misma pérdida de carga que él. 
17.¿Para qué me sirve un nomograma? 
Dispositivo o modelo matemático que muestra relaciones que hay entre las cosas. 
Por ejemplo, un nomograma de mediciones de peso y altura se puede usar para 
averiguar la superficie de una persona; sin hacer cálculos matemáticos, para 
determinar la dosis adecuada de quimioterapia. 
18.Determinar la longitud equivalente (figura 9.6), suponiendo que tenemos 
una válvula de pie con colador para los siguientes diámetros de tubería: 
 
 0.008 0.010 0.016 
.003 .005.002 
0,015 0.002 0.001 
0.02 0.04 0.05 
0.025 0.020 0.015 
.02 0.020 0.008 
150 
30 
6 
24000 
120000 
15000 
4800 
400 
 
 
 
 
 
Fuentes de consulta: 
 
https://es.slideshare.net/GuztavoOzvaldo/deduccion-de-
bernoulli#:~:text=La%20ecuación%20de%20Bernoulli%20es,ya%20que%20permit
e%20expresar%20los 
http://www.fesmex.com.mx/article/perdidas-por-friccion-en-
tuberias#:~:text=Pérdidas%20primarias%20y%20secundarias%20en,la%20superfi
cie%20de%20la%20tubería.&text=Pérdidas%20secundarias%3A%20Se%20produ
cen%20en,accesorios%20(válvulas%2C%20codos). 
http://blog.valvulasarco.com/que-es-la-perdida-de-carga-en-tuberias 
https://tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/Perdidaccesorios.htm 
https://avdiaz.files.wordpress.com/2008/10/folleto-unidad-ii.pdf 
http://www.registrocdt.cl/registrocdt/www/admin/uploads/docTec/92814305442304
5512Dimensionado%20de%20instalaciones.pdf#:~:text=El%20sistema%20de%20
cálculo%20más,pérdida%20de%20carga%20que%20él. 
https://www.cancer.gov/espanol/publicaciones/diccionario/def/nomograma#:~:text=
Dispositivo%20o%20modelo%20matemático%20que,la%20dosis%20adecuada%2
0de%20quimioterapia. 
 
https://es.slideshare.net/GuztavoOzvaldo/deduccion-de-bernoulli#:~:text=La%20ecuación%20de%20Bernoulli%20es,ya%20que%20permite%20expresar%20los
https://es.slideshare.net/GuztavoOzvaldo/deduccion-de-bernoulli#:~:text=La%20ecuación%20de%20Bernoulli%20es,ya%20que%20permite%20expresar%20los
https://es.slideshare.net/GuztavoOzvaldo/deduccion-de-bernoulli#:~:text=La%20ecuación%20de%20Bernoulli%20es,ya%20que%20permite%20expresar%20los
http://www.fesmex.com.mx/article/perdidas-por-friccion-en-tuberias#:~:text=Pérdidas%20primarias%20y%20secundarias%20en,la%20superficie%20de%20la%20tubería.&text=Pérdidas%20secundarias%3A%20Se%20producen%20en,accesorios%20(válvulas%2C%20codos)
http://www.fesmex.com.mx/article/perdidas-por-friccion-en-tuberias#:~:text=Pérdidas%20primarias%20y%20secundarias%20en,la%20superficie%20de%20la%20tubería.&text=Pérdidas%20secundarias%3A%20Se%20producen%20en,accesorios%20(válvulas%2C%20codos)
http://www.fesmex.com.mx/article/perdidas-por-friccion-en-tuberias#:~:text=Pérdidas%20primarias%20y%20secundarias%20en,la%20superficie%20de%20la%20tubería.&text=Pérdidas%20secundarias%3A%20Se%20producen%20en,accesorios%20(válvulas%2C%20codos)
http://www.fesmex.com.mx/article/perdidas-por-friccion-en-tuberias#:~:text=Pérdidas%20primarias%20y%20secundarias%20en,la%20superficie%20de%20la%20tubería.&text=Pérdidas%20secundarias%3A%20Se%20producen%20en,accesorios%20(válvulas%2C%20codos)
http://blog.valvulasarco.com/que-es-la-perdida-de-carga-en-tuberias
https://tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/Perdidaccesorios.htm
https://avdiaz.files.wordpress.com/2008/10/folleto-unidad-ii.pdf
http://www.registrocdt.cl/registrocdt/www/admin/uploads/docTec/928143054423045512Dimensionado%20de%20instalaciones.pdf#:~:text=El%20sistema%20de%20cálculo%20más,pérdida%20de%20carga%20que%20él
http://www.registrocdt.cl/registrocdt/www/admin/uploads/docTec/928143054423045512Dimensionado%20de%20instalaciones.pdf#:~:text=El%20sistema%20de%20cálculo%20más,pérdida%20de%20carga%20que%20él
http://www.registrocdt.cl/registrocdt/www/admin/uploads/docTec/928143054423045512Dimensionado%20de%20instalaciones.pdf#:~:text=El%20sistema%20de%20cálculo%20más,pérdida%20de%20carga%20que%20él
https://www.cancer.gov/espanol/publicaciones/diccionario/def/nomograma#:~:text=Dispositivo%20o%20modelo%20matemático%20que,la%20dosis%20adecuada%20de%20quimioterapia
https://www.cancer.gov/espanol/publicaciones/diccionario/def/nomograma#:~:text=Dispositivo%20o%20modelo%20matemático%20que,la%20dosis%20adecuada%20de%20quimioterapia
https://www.cancer.gov/espanol/publicaciones/diccionario/def/nomograma#:~:text=Dispositivo%20o%20modelo%20matemático%20que,la%20dosis%20adecuada%20de%20quimioterapia