Aplicaciones de Propiedades de la Materia final practica 9

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Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores
Plantel Aragón
INGENIERIA INDUSTRIAL
LABORATORIO “Aplicaciones de Propiedades de la Materia”
REPORTE DE PACTICA N°6
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: 28 DE DICIEMBRE DEL 2020
Índice
Objetivos..........................................
Actividades......................................
Tabla de datos.................................
Hoja de resultados..........................
Memoria de cálculo.........................
Cuestionario final............................
Conclusión.....................................
Bibliografía...................................
Objetivos
a) Determinara las pérdidas de presión y el factor de fricción con la ayuda de la línea de gradiente hidráulico.
b) Determinara el factor de fricción en tuberías de manera experimental y de manera teórica.
Actividades
1) Determinar las pérdidas de energía de presión entre cada tubo piezométrico.
2) Determinar la línea de gradiente hidráulico y la de cargas totales.
3) Determinar la pérdida de energía total de altura en metros de fluido
4) Determinar el factor de fricción de la tubería.
5) Determinar el factor de fricción utilizando el número de Reynolds.
Tabla de datos
 1.27
 0.21
 57.26
 19
 21
15.4 24.6 37
20.5 31.3 45
22.6 33.4 47
25.8 37.2 51
29 40.3 55
30 41.5 56
34 46.3 63
37.5 50.1 67
23.37 22.07 19.85
10 10 10
Hoja de resultados
3.2 3.1 1
22.1 25.5 30
5.1 6.7 8
2.1 2.1 2
3.2 3.8 4
1 1.2 1
4 4.8 7
3.5 3.8 4
0.0347 0.0347 0.0347
 
67.34 63.60 57.20
231.361 206.275 166.930
2.337 2.207 1.985
0.0150 0.020 0.029
22.1 25.5 30
0.0150 0.020 0.029
22.1 25.5 30
Memoria de cálculo
Cuestionario final
1. Investigue el principio de funcionamiento y aplicaciones de un tubo de Pitot.
El tubo de pitot se utiliza para establecer la velocidad del flujo a través de la medición de la presión de estancamiento (la presión en una rama paralela a la dirección del flujo y ocluida en su otro extremo que es igual a la suma de la presión estática y la presión dinámica. la presión estática es la presión de un fluido medida en un punto. la presión total se mide en el extremo ocluido. el valor de la presión dinámica que depende de la velocidad del flujo y su densidad se calcula por la diferencia entre las medidas, en este caso con el desplazamiento del diafragma
Es utilizado para la medición del caudal, está constituido por dos tubos que detectan la presión en dos puntos distintos de la tubería. Pueden montarse por separado o agrupados dentro de un alojamiento, formando un dispositivo único. Uno de los tubos mide la presión de impacto en un punto de la vena. el otro mide únicamente la presión estática, generalmente mediante un orificio practicado en la pared de la conducción. Un tubo de pitot mide dos presiones simultáneamente, la presión de impacto (pt) y presión estática (ps). La unidad para medir la presión de impacto es un tubo con el extremo doblado en ángulo recto hacia la dirección del flujo. El extremo del tubo que mide presión estática es cerrado pero tiene una pequeña ranura de un lado. Los tubos se pueden montar separados o en una sola unidad
2. Investigue el principio de funcionamiento y aplicaciones de un tubo de Prandt	
El tubo de Prandtl es una variante del tubo de Pitot en donde las tomas de presión estática se realizan directamente en el instrumento en vez de hacer otra toma de presión en la tubería
De hecho el tubo de Prandtl es el instrumento que comúnmente se usa para medir velocidad de un fluido, siendo el tubo de Pitot usado principalmente para medir la presión de estancamiento. Pero en la práctica se le suele llamar a este instrumento tubo de Pitot, siendo el nombre de tubo de Prandtl menos conocido.
De esta construcción normalizada el punto más importante a tomar en cuenta es la distancia en donde se realizan la toma de presión estática, la cual debe ubicarse suficientemente lejos para que el flujo no esté perturbado por el contacto con la punta del tubo. Por las mismas razones la distancia en donde se debe ubicar el tubo que sale perpendicular a la tubería también debe respetar cierta distancia de las tomas de presión.
3. Investigue el principio de funcionamiento y aplicaciones de un anemómetro de cucharas de eje vertical.
Instrumento utilizado para medir la velocidad del viento (fuerza del viento).
Los anemómetros miden la velocidad instantánea del viento, pero las ráfagas de viento desvirtuan la medida, de manera que la medida más acertada es el valor medio de medidas que se tomen a intervalosde 10 minutos.
Por otro lado, el anemómetro nos permite medir inmediatamente la velocidad pico de una ráfaga de viento. Por lo que en actividades deportivas a vela es muy indicado.
Existe gran diversidad de anemómetros:
Los de empuje están formados por una esfera hueca y ligera (Daloz) o una pala (Wild), cuya posición respecto a un punto de suspensión varía con la fuerza del viento, lo cual se mide en un cuadrante.
El anemómetro de rotación está dotado de cazoletas (Robinson) o hélices unidas a un eje central cuyo giro, proporcional a la velocidad del viento, es registrado convenientemente; en los anemómetros magnéticos, dicho giro activa un diminuto generador eléctrico que facilita una medida precisa.
El anemómetro de compresión se basa en el tubo de Pitot y está formado por dos pequeños tubos, uno de ellos con orificio frontal (que mide la presión dinámica) y lateral (que mide la presión estática), y el otro sólo con un orificio lateral. La diferencia entre las presiones medidas permite determinar la velocidad del viento.
4. Investigue el principio de funcionamiento y aplicaciones de un eyector.
Eyectores son bombas de vacío que convierten la energía de presión de un fluido motor llamada energía cinética o velocidad. Este fenómeno se produce debido al efecto venturi causada por la boquilla de conducción.
Con la velocidad supersónica en la cámara de aspiración se produce un efecto de arrastre que permite la succión de líquidos a través de la boquilla de succión.
la mezcla de fluido motor y fluido de succión se libera sobre el difusor, que convierte la energía de presión en la velocidad por la liberación de la mezcla a la presión requerida a través de la boquilla de descarga
5. Investigue el principio de funcionamiento y aplicaciones de un tubo Venturi.
El tubo de Venturi se utiliza para medir la velocidad de un fluido incompresible. Consiste en un tubo con un estrechamiento, de modo que las secciones antes y después del estrechamiento son A1 y A2, con A1 > A2. En cada parte del tubo hay un manómetro, de modo que se pueden medir las presiones respectivas p1 y p2. Encuentra una expresión para la velocidad del fluido en cada parte del tubo en función del área de las secciones, las presiones y su densidad
6. Investigue el principio de funcionamiento de una bomba de pistones.
El funcionamiento de las bombas a pistones de desplazamiento variable se basa en un control compensador de presión.
Cuando la presión de descarga sube hasta el nivel predeterminado, se acciona la válvula compensadora paramantener el valor de la presión de descarga al nivel del valor de presión predeterminada y accionar el pistón de control de caudal. El pistón de control reduce el ángulo de la placa deflectora para disminuir el caudal de salida y mantener constante la presión. Este tipo de control elimina la necesidad de instalar una válvula de seguridad para limitar la presión máxima (siempre y cuando la aplicación no presente elevados picos de presión). En el caso de aplicaciones con bombas de caudal fijo, estas válvulas limitadoras serian indispensables.
7. Investigue el principio de funcionamiento de una bomba de engranes.
La bomba de engranajes funciona por el principio de desplazamiento; un piñón es impulsado y hace girar al otro en sentido contrario. En la bomba, la cámara de admisión, por la separación de los dientes, en la relación se libera los huecos de dientes. Esta depresión provoca la aspiración del líquido desde el depósito. Los dientes llenados transportan el líquido a lo largo de la pared de la carcasa hacia la cámara de impulsión. En la cámara los piñones que engranan transportan el líquido fuera de los dientes e impiden el retorno del líquido. Por lo tanto el líquido de la cámara tiene que salir hacia el receptor, el volumen del líquido suministrado por revolución se designa como volumen suministrado (cm3/rev).
8. Investigue el principio de funcionamiento de un ventilador.
Un ventilador es una máquina de fluido o, más exactamente, una turbo máquina que transmite energía para generar la presión necesaria con la que se mantiene un flujo continuo de aire. Se utiliza para usos muy diversos como: ventilación de ambientes, refrigeración de máquinas u objetos o para mover gases, principalmente el aire, por una red de conductos. En su versión más corriente, un ventilador es una máquina que absorbe energía mecánica y la transfiere a un gas, proporcionándole un incremento de presión no mayor de 10 kPa (1000 mm.c.a. aproximadamente), por lo que da lugar a una variación muy pequeña del volumen específico y por tanto se podría considerar como una máquina hidráulica.
El ventilador convencional consiste de una serie de aspas rotativas que actúan sobre el aire y lo dispersan en un medio determinado
9. Investigue el principio de funcionamiento y aplicaciones de una turbina hidráulica.
La turbina hidráulica tiene como función aprovechar la energía del fluido que pasa por ella para producir energía de rotación. Esta energía dinámica se convierte en energía eléctrica gracias a un generador que permite esta modificación de energía. La turbina hidráulica se coloca fija en un lugar estratégico, por donde fluye agua o hay una caída de la misma. Cuando el líquido pasa a través de su mecanismo, las aspas o paletas del rotor sufren una caída de la presión que las impulsa y hace que la turbina gire. A medida que el medio se mueva más rápido, la caída de presión será mayor y la velocidad giratoria más alta. Esta energía de rotación es captada por un generador o una máquina que se encarga de transformar la energía dinámica en energía eléctrica.
10. ¿Qué es la fuerza de fricción?
La fricción es la fuerza que se opone al movimiento de deslizamiento que se produce por el contacto entre dos superficies. La única forma de que desaparezca completamente la fuerza de rozamiento sería con los cuerpos con superficies idealmente lisas, lo cual es imposible: por esto es que se puede afirmar que la fuerza de fricción se da en todos los medios conocidos, así sean sólidos, líquidos o gaseosos.
Si la fuerza normal es la que se ejerce cuando un cuerpo es apoyado sobre una superficie, en forma perpendicular y hacia afuera, la fricción estática es una fuerza proporcional a la normal, a razón de un valor denominado coeficiente de fricción.
11. ¿Qué pasa con el valor del factor de fricción en flujo de transición cuando se acerca al flujo turbulento y como es cuando se acerca al flujo laminar?
En el flujo laminar las partículas fluidas se mueven según trayectorias paralelas, formando el conjunto de ellas capas o láminas.
12. ¿Qué puede pasar con el fluido a velocidades extremas?
las velocidades de capas adyacentes no tienen el mismo valor. A velocidades superiores aparece la turbulencia, formándose torbellinos.
13. ¿Qué es la cavitación?
La cavitación de succión ocurre cuando la succión de la bomba se encuentra en unas condiciones de baja presión/alto vacío que hace que el líquido se transforme en vapor a la entrada del rodete. Este vapor es transportado hasta la zona de descarga de la bomba donde el vacío desaparece y el vapor del líquido es nuevamente comprimido debido a la presión de descarga. Se produce en ese momento una violenta implosión sobre la superficie del rodete. Un rodete que ha trabajado bajo condiciones de cavitación de succión presenta grandes cavidades producidas por los trozos de material arrancados por el fenómeno. Esto origina el fallo prematuro de la bomba
14. ¿Por que aparece la cavitación?
La cavitación o aspiraciones en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando se crean cavidades de vapor dentro del agua o cualquier otro fluido en estado líquido en el que actúan fuerzas que responden a diferencias de presión, como puede suceder cuando el fluido pasa a gran velocidad por una arista afilada 15. Investigar por qué el principio de la cavitación, se aplica en tratamientos del cáncer.
16. ¿En qué tipo de máquinas se da la cavitación?
En bombas centrifugas
17. ¿Cuál es la ley de Poiseuille para flujo laminar?
En el caso de fluidez suave (flujo laminar), el caudal de volumen está dado por la diferencia de presión dividida por la resistencia viscosa. Esta resistencia depende linealmente de la viscosidad y la longitud, pero la dependencia de la cuarta potencia del radio, es exageradamente diferente. La ley de Poiseuille se ha encontrado razonablemente de acuerdo, con experimentos para líquidos uniformes (llamados fluidos Newtonianos) en casos donde no hay apreciables turbulencias.
18. ¿Qué me representa la rugosidad relativa?
Representa la altura adicional que el fluido necesita para elevarse por medio de una bomba con la finalidad de superar las pérdidas por fricción en la tubería.
19. ¿Por qué el factor de fricción disminuye mucho en superficies lisas?
Para tuberías muy lisas, como las de latón estruído o el vidrio, el factor de fricción disminuye mas rápidamente con el aumento del número de Reynolds, que para tubería con paredes más rugosas
20. ¿Por qué el factor de fricción es mayor en tuberías del mismo material, pero con diámetro menor?
Como el tipo de la superficie interna de la tubería comercial es prácticamente independiente del diámetro, la rugosidad de las paredes tiene mayor efecto en el factor de fricción para diámetros pequeños.
Conclusión
Bibliografía
http://www.vmf.ind.br/2017/spanish/st-eject.html#:~:text=Eyectores%20son%20bombas%20de%20vacío,llamada%20energía%20cinética%20o%20velocidad.&text=Con%20la%20velocidad%20supersónica%20en,de%20la%20boquilla%20de%20succión.
https://hernanleon1002.wordpress.com/fisica-de-fluidos-y-termodinamica/segundo-corte/marco-teorico/tubo-pitot/#:~:text=El%20tubo%20de%20Pitot%20se%20utiliza%20para%20medir%20presión%20total,obtenemos%20la%20velocidad%20del%20flujo.&text=Su%20precisión%20depende%20de%20la,que%20resultan%20difíciles%20de%20medir.
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/djean/index_archivos/INST_Flujo/medidoresflujovolumetrico/tubodeprandtl.html#:~:text=Medidores%20de%20Flujo%20-%20Instrumentación,se%20muestra%20en%20la%20figura.
https://www.infoagro.com/instrumentos_medida/doc_anemometro_velocidad_viento.asp?k=80#:~:text=Los%20anemómetros%20miden%20la%20velocidad,de%20una%20ráfaga%20de%20viento. http://laplace.us.es/wiki/index.php/Tubo_de_Venturi
https://www.ejemplos.co/10-ejemplos-de-friccion-en-la-vida-cotidiana/#ixzz6hxDoWjzz
https://my-dermacenter.es/maquinas-de-cavitacion/#:~:text=Esencialmente%2C%20existen%20dos%20tipos%20de,para%20lograr%20el%20mismo%20cometido.
https://lopei.files.wordpress.com/2010/06/practica-6.pdf
https://html.rincondelvago.com/factor-de-friccion-en-tuberias-de-diferentes-diametros.html#:~:text=Para%20tuberías%20muy%20lisas%2C%20como,tubería%20con%20paredes%20más%20rugosas.