Pérdida de Carga en Cañerías

Transcripción

1 Pérdida de Carga en Cañerías 1.- Objetivos de la Práctica Comprobación experimental de las pérdidas de carga en la circulación de un fluido en una cañería. Utilización de medidor de caudal y apreciación de las ventajas y desventajas de cada tipo de válvula..- Introducción Teórica En toda instalación de cañerías existen pérdidas por efecto de fricción del fluido con las paredes de los tubos. Estas pérdidas se verifican en tramos rectos, curvas, accesorios (válvulas), variaciones de sección, etc. Para la obtención de los cálculos, es necesario contar con la velocidad del fluido, que se medirá en la placa orificio, y con las pérdidas que las evaluaremos con manómetros diferenciales conectados en puntos clave de la cañería. Otro tipo de manómetro a observar es el tubo Bourdón. Consiste en un instrumento provisto en su interior de una vaina curva de latón y, en la cual, al llenarse con un fluido a determinada presión, este tenderá a enderezar la vaina. Este movimiento de la vaina provoca mediante un mecanismo, el movimiento de una aguja sobre una escala convenientemente graduada. Los tubos son pedidos a partir de un número de cédula (schedule) que se obtiene de tablas. Las válvulas son las que permiten el control del fluido circulante. Existen varios tipos, a saber: 1) Esclusas utilizadas para un corte total ) Esféricas o regulación gruesa 3) Globo de regulación fina 4) Solenoide del tipo abre o cierra. Las bombas aportan la energía cinética necesaria, que en la evoluta de la bomba se transforma en energía de presión. Las uniones de caños dependen del diámetro de los mismos y de la presión del fluido. En general, en tubos de hasta 4 las uniones son roscadas, mientras que para diámetros mayores se utilizan bridas soldadas a los caños. Planteamos la ecuación general de la energía mecánica aplicada en cañerías en tèrminos de altura de columna de agua de modo de poder expresarla como una medida de presión y asì poder comparar con lo que medimos Así ΔP Δv + ρg g + ΔH + ϖ + H CR + H Acc = 0

2 Donde ϖ = potencia de la turbomàquina involucrada, considerando signo negativa cunado cede trabajo y positivo cuando lo recibe. L v H CR = f Pèrdida de carga en caño recto. D g v H Acc = K Pérdida de carga en accesorios g 3.- Descripción del Equipo El equipo consiste en una cañería donde circula agua impulsada por una motobomba centrífuga, con diversas tomas de presión de modo de medir la pérdida de carga de los diferentes elementos del circuito. El agua proveniente del depósito pasa a través de la bomba, encontrando entre esta y el inicio de la zona de medición una derivación para el alivio de presión y un manómetro de tubo Bourdon. En el circuito de medición encontramos válvulas esclusa, globo y esférica, curvas, reducciones, tramos rectos, etc. Sobre el final se ubica una placa orificio para la medición del caudal. Sobre la salida encontramos una segunda derivación para medir el caudal mediante cronómetro. 4.- Realización de la Práctica Procedimiento 1. Verificar que las columnas manométricas estén equilibradas y no existan burbujas de aire en las conexiones.. Verificar que las válvulas esclusa de entrada E y de salida al tanque S se encuentren cerradas, la de derivación D y las restantes del circuito abiertas. 3. Encender la motobomba. 4. Abrir la válvula esclusa de entrada 5. Abrir la válvula esclusa de entrada al tanque volumètrico. 6. Cerrar paulatinamente la válvula de derivación hasta regular el H con el que se quiere trabajar. 7. Realizar la medición de las diferencias de alturas entre cada par de tomas.

3 Mediciones en los Manómetros Caudal 4..- Cálculos 1. Medir el caudal circulante con el tanque volumétrico y un cronòmetro. Calcular el Q medido con la placa orificio 3. Con Q, calcular V en los caños de 1/" y 3/4". 4. Con V determinar el Re en ambos caños 5. Con el Re encontrar el factor de fricción a caño recto. 6. Calcular la pérdida de carga en los caños de 1/" y 3/4" y en los cambios de sección. 7. Encontrar los valores de K para a- Válvula esclusa. b- Válvula esférica. c- Válvula globo. 8. Encontrar los valores de K en los accesorios roscado a- Curvas a 90º. b- Codos a 90º. c- Codos a 45º. 9. Calcular los Δ H y compararlos con los medidos en el cuadro

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5 Esquema del Equipo Caño Recto ¾ Placa Orificio Válvula Esclusa S Retorno Codo 90º Codo 90º 15 Curva 90º Reducción 3 5 Curva 90º 6 Válvula Globo Unión Doble Caño Recto 1/ 940 Caño Recto ¾ Válvula Esférica 1 11 Manómetro Válvula Esclusa E Válvula Esclusa Derivación 1 Bomba Centrífuga 0,75 HP 0V 800 rpm 10 Expansión 7 Impulsión 8 9 Aspiración Curvas a 45º Curvas a 45º Purga Válvula Esclusa Medidor de Caudal Volumétrico Válvula Esférica 1 1/ Aireación Tanque de 00 l 0 0 0