LABORATORIO_DE_MECANICA_DE_FLUIDOS_PRACT

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LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS 
 
PRACTICA 8: CAIDA DE PRESION EN TUBERIAS Y ACCESORI OS 
 
LICENCIATURA DE INGENIERIA EN ENERGIAS RENOVABLES 
 
INSTITUTO DE ENERGIAS RENOVABLES-UNAM 
 
 
OBJETIVOS: 
Determinar la relación entre la pérdida de carga debida a la fricción y velocidad del fluido para el flujo 
de agua en tubos lisos. 
Determinar la relación entre el coeficiente de fricción del fluido y el número de Reynolds para el flujo 
de agua a través de un conducto rugoso. 
Encontrar las pérdidas que se producen en diversos accesorios. 
 
 
CONCEPTOS INVOLUCRADOS: 
Ecuación de energía. 
 
 
EQUIPO: 
Unidad de demostración de pérdidas en tuberías y accesorios. 
 
 
DESARROLLO: 
Experimento 1: “Fricción del fluido en un tubo liso ” 
 
Método: Obtener lecturas de la pérdida de carga a diferentes velocidades de flujo en tres tubos con 
distinto diámetro. 
 
Datos y resultados: 
 
Tubo Liso 
Diámetro del tubo: 
Longitud del tubo: 
Volumen 
[m3/s] 
Tiempo 
s 
Caudal 
[m3/s] 
Velocidad 
promedio 
u[m/s] 
hLmanómetro 
(h1-h2) 
Log u Log h L Re f 
hL 
(Ec. 
Darcy) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
� Graficar hL vs u para cada tubo, identifica las zonas laminar, de transición y turbulenta. 
� Confirma que la gráfica es una línea recta para la zona de flujo laminar hL ∝ u. 
� Grafica Log h L vs log u y confirma que la gráfica es una línea recta para la zona de flujo 
turbulento h ∝ un. Determina la pendiente de la línea recta para encontrar n. 
El valor del factor de fricción, f, se determina en el diagrama de Moody en función del número de 
Reynolds. 
Calcula hL (teórico) de la ecuación de Darcy. 
 
��
���
��
�
�
= [m de agua] 
 
 
Compara los valores de pérdida de carga calculados con aquellos medidos en el manómetro 
diferencial (considerar las mismas unidades para la comparación). 
 
NOTA: Tomar en cuenta que la lectura de hL se realiza en un manómetro de mercurio, por lo que 
para poder comparar con hL calculada de la ec. de Darcy se tiene que pasar a m de agua. 
 
 
 
Experimento 2: “Fricción del fluido en un tubo rugo so” 
 
Teoría: El valor de hL se puede determinar a partir de la ecuación de Darcy. El factor de fricción se 
calcula conocida la rugosidad relativa del conducto, /d, y el número de Reynolds. ε es la rugosidad 
del tubo con arena. 
 
 
 
Tubo Rugoso 
Longitud del conducto = [m] 
 = 
d = 
Volumen 
[m3/s] 
Tiempo 
s 
Caudal 
[m3/s] 
Diámetro 
del tubo 
Velocidad 
promedio 
u[m/s] 
Re f hL(Darcyy) 
 
hL(Manómetro) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Compara los valores de pérdida ¿tienen el mismo orden de magnitud? 
 
 
 
Experimento 3: Pérdidas en accesorios. 
 
En cualquier sistema de tuberías, además de la pérdida de carga por fricción a lo largo de las 
tuberías, existen pérdidas debidas a accesorios. Tales pérdidas no tienen por qué ser pequeñas. 
 
� Los valores experimentales de pérdidas de energía se reportan, generalmente, en términos de 
un coeficiente de pérdida, K. 
 
�
�
�
�
�
�
��� = [m de agua] (8.1) 
 
hm = Energía perdida a su paso por el accesorio. 
K = Coeficiente de pérdida. 
u = Velocidad promedio del fluido en el sistema 
 
Una tubería puede tener varias pérdidas localizadas. Como todos los términos están referidos a 
u2/2g, se puede efectuar la suma de todos ellos si el diámetro de la tubería es constante. 
 
�
�
�
�
�
� +=+=∆ �� �
�
��
�
�
��� ��	
	 �
�
�
�
 (8.2) 
 
Método: Obtener lecturas de la altura de pérdida de carga a diferentes velocidades de flujo en los 
accesorios conectados. Se deberá tener en cuenta que en el tramo utilizado para el experimento se 
presenta un cambio de sección transversal, por lo que se tienen que calcular y utilizar las 
correspondientes velocidades y números de Reynolds en cada caso. 
 
 
 
 
Datos y resultados: 
L1= L2= d1= d2= 
htot(Manómetro) = 
Flujo volumétrico: 
Velocidad promedio: 
Número de Reynolds: 
Factor de fricción (tubo liso): 
 
Accesorio Pérdida de carga 
(h1-h2) 
Coeficiente de resistencia [K] 
Válvula de compuerta 
Válvula de globo 
 
Codo 90° 
“T” 
Vénturi 
Placa de orificio 
 
 
Con la ecuación (8.2) calcula htot y compárala con la que se leyó en el manómetro. 
 
L1= L2= d1= d2= 
htot(Manómetro) = 
Flujo volumétrico: 
Velocidad promedio: 
Número de Reynolds: 
Factor de fricción (tubo liso): 
 
Accesorio Pérdida de carga 
(h1-h2) 
Coeficiente de resistencia [K] 
Válvula de compuerta 
Válvula de globo 
 
Codo 90° 
“T” 
Vénturi 
Placa de orificio 
 
 
Bibliografía: 
Frank M. White. Mecánica de Fluidos. Ed. McGRAW-HILL. 
Cengel Boles. Termodinámica. Sexta edición. Ed. McGRAW-HILL. 
Schaum. Mecánica de Fluidos e Hidráulica. Ed. McGRAW-HILL