1. Materia:
Laboratorio Integral I.
Practica:
Perdidas Por Fricción en Tuberías y Accesorios.
Profesor:
Rivera Pazos Norman Edilberto.
Alumnos:
1.- Aispuro Meza José Eduardo.
2.- Bustamante Topete José Alfonso.
3.- Cota Castañeda Emanuel.
4.- Estrella Núñez Francisco Javier.
5.- Rodríguez Meraz Jonathan Martin.
6.- Torres Arquieta Fernando.
7.- Villanueva Ornelas José César.
MEXICALI, B.C. A 02 DE MAYO DEL 2018.
2. OBJETIVO:
Determinar las perdidas por fricción en tuberías y accesorios con datos experimentalmente
obtenidos (Caída de Presión y Caudal).
3. MARCO TEORICO:
Clases de tuberías:
- Tubería de acero y hierro: Se utiliza para altas presiones y temperaturas, generalmente
transporta agua, vapor, aceites y gases. Esta tubería se especifican por el diámetro nominal,
el cual es siempre menor que el diámetro interior (DI) real de la tubería. De manera general
tiene tres clases: “estándar” (Schedule 40), extrafuerte (Schedule 80) y doble extrafuerte.
- Tuberías de hierro fundido: Este tipo de tuberías se instala frecuentemente bajo tierra
para transportar agua, gas y aguas negras (drenaje); aunque también se utiliza para
conexiones de vapor a baja presión. Los acoplamientos de tuberías de hierro fundido
generalmente son del tipo de bridas o del tipo campana y espigo.
- Tuberías sin costura de latón y cobre: Estas se usan extensamente en instalaciones
sanitarias debido a sus propiedades anticorrosivas. Tienen el mismo diámetro nominal de
las tuberías de acero y hierro, pero el espesor de sus paredes es menor.
- Tuberías de cobre: Se usan en instalaciones sanitarias y de calefacción en donde hay que
tener en cuenta la vibración y el des alineamiento como factores de diseño, por ejemplo en
diseño automotriz, hidráulico y neumático.
- Tuberías plásticas: Estas tuberías se usan extensamente en industria química debido a su
resistencia a la corrosión y a la acción de sustancias químicas. Son flexibles y se instalan
muy fácilmente pero no son recomendables para instalaciones en donde haya calor o alta
presión.
Accesorios: Son las piezas que se usan para unir tramos de tuberías. Su uso puede ser
para cambiar de diámetro o de dirección y para unir tramos de tuberías o suministrar unión
de tuberías en bifurcaciones. Se agrupan en tres clases generales: roscados, soldados y de
bridas; aunque también puede agruparse particularmente por su uso, es decir: tuberías de
hierro fundido, de cobre y para tubos de plástico. Los accesorios se especifican por el
diámetro nominal de la tubería, el nombre del accesorio y el material. Ejemplo una T usa
diferentes diámetros de unión por lo que habrá de especificar la apertura de mayor diámetro
del ramal principal, seguido por la apertura opuesta y finalmente la salida.
- Accesorios Roscados: Se usan generalmente en instalaciones de tuberías de 2 ½ pulgadas
de diámetro, o menos. Se usa un compuesto (aceite y plomo) en las conexiones roscadas
como lubricante y para sellar cualquier irregularidad. La rosca normalizada americana es de
dos clases: cónica y paralela.
4. - Accesorios soldados: Se usan cuando las conexiones deben ser permanentes y en líneas
de alta presión y temperatura. Otras ventajas sobre los accesorios de bridas o roscados son:
las tuberías soldadas son más fáciles de aislar, se pueden colocar más cerca las unas de las
otras y pesan menos. Los extremos de la tubería y los accesorios se biselan para poder
acomodar la soldadura. Se pueden usar anillos de empalme cuando la tubería soldada se
debe desmontar periódicamente.
- Accesorios de bridas: Proporcionan una forma rápida de desarmar tuberías. Las bridas se
unen a los extremos de las tuberías por medio de soldadura, rosca o separándolas. Las caras
de las bridas se acoplan entonces por medio de pernos, cuyo tamaño y espaciamiento se
determina por el tamaño y presión de trabajo de acoplamiento.
Válvulas:
Las válvulas se usan en sistemas de tuberías para parar o regular el flujo de fluidos y gases.
- Válvula de compuerta: Se usan para controlar el flujo de líquidos. La cuña, o compuerta,
se levanta para permitir un flujo completo, sin obstrucciones y se baja para pararlo
completamente. Se usan generalmente cuando la válvula es poco frecuente, y no se deben
usar para estrangulamiento o control de cierre.
- Válvula de globo: Se usa para controlar el flujo de líquido o gases. En las válvulas de
globo se efectúan dos cambios en la dirección del flujo, la cual reduce ligeramente la
presión en el sistema.
- Válvulas de retención: Las válvulas de retención permiten el flujo en una dirección pero
impiden el flujo en la dirección contraria. Operan por medio de la presión y velocidad del
flujo únicamente y no tiene medios externos de operación.
Caída De Presión:
Disminución de la presión de un fluido, dentro de un conducto, que tiene lugar cada vez
que dicho fluido atraviesa un estrangulamiento o un elemento de utilización. Con la
expresión caída de presión también se entiende la rápida disminución de la presión de un
circuito debida a una repentina pérdida. Éste es el caso, por ejemplo, de la rotura de un tubo
o de una junta de la instalación de frenado de un vehículo automóvil; la consiguiente caída
de presión anula casi completamente la fuerza ejercida por los émbolos sobre las mordazas
o sobre las pinzas de los frenos, haciendo inútil cualquier tentativa de frenado.
Menos grave para el conductor, pero peligrosa para el motor, es la caída de presión que
pueda producirse en el circuito de lubricación a causa de una avería de la bomba de aceite o
por la obstrucción de uno de los conductos de lubricación. El automovilista puede darse
5. cuenta de la situación de peligro para el motor consultando el manómetro del aceite: si la
toma de presión está situada inmediatamente después de la bomba, el manómetro señala
una disminución de presión debida a una avería de la bomba misma; si la toma está al final
del circuito, el manómetro indica la disminución de presión debida a una obstrucción en el
circuito de lubricación.
7. PROCEDIMIENTO:
1.- Depositar agua destilada en el depósito inferir de la mesa hidrodinámica a 2/3 de su
volumen máximo y colocar unas tuberías flexibles en la parte superior del depósito, donde
tenía entrada y salida.
2.- Conectar la manguera de la bomba que impulsa el agua a la superficie de la mesa junto
con la manguera que recircula el agua al depósito.
3.- Seleccionar la tubería deseada para obtener mediciones.
4.- Conectar las mangueras de hule P1 (Entrada) y P2 (Salida) y del otro extremo de las
mangueras, conectarlas a parte de la tubería donde se desea realizar la medición.
5.- Purgar:
- Se abren las llaves (P1, P2) para medir la presión.
- Se enciende el equipo.
- Observar en las mangueras el paso del líquido, hasta que se eliminen las burbujas.
- Se retiran las mangueras hule.
- Se regula la presión, hasta llegar a la atmosférica (0).
- Se cierran las llaves (P1, P2) y se conectan las mangueras de hule.
6.- Encender el equipo, esperar hasta que el aire (burbujas) desaparezca para poder tomar la
medición.
7.- Bajar dos unidades de flujo volumétrico, hasta cinco repeticiones.
8.- Repetir el procedimiento en cada tubería y accesorios donde se desee tomar la caída de
presión.
8. RESULTADOS Y ESTIMACION:
La ecuación para ΔP toma 2 formas, ya que existen cambios en una tubería con reducción o
ensanchamiento:
g
vv
P
g
v
D
L
fhLdondehLP
2
2
**:*
2
1
2
2
2
A continuación se presentan los datos obtenidos a partir de la mesa hidrodinámica:
Tubo Galvanizado:
Tubo de Cobre:
Tubo de PVC:
Reducción:
Ensanchamiento:
9. Codo Recto (90° Estándar):
Codo Curvo 1 (90° de Radio Largo):
Codo Curvo 2 (90° de Radio Largo):
Codo Curvo 3 (90° de Radio Largo):
Trampa de Sedimentos:
Válvula de Bola:
10. ANALISIS:
Se obtuvieron resultados donde la presión teórica, comparada con la presión real en algunas
mediciones fue un poco baja en otros casos muy parecida, esto se debe a que la mayoría de
las válvulas, accesorios, tuberías, ya tienen bastante tiempo dentro del laboratorio;
afectando los parámetros relacionados con la caída de presión, ya que un artefacto nuevo o
menos utilizado tendrá mayor eficiencia que uno ya viejo.
11. CONCLUSIÓN:
Con esta práctica trabajamos los conocimientos previos al laboratorio integral tales como:
Procesos de Separación I, Fenómenos de Transporte, etc. Se observó que la teoría en
muchas ocasiones (Si no en que todas) es muy distinta a la práctica, debido a diversos
factores, siendo este el caso del desgate del equipo y material.
