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INTRODUCCIÓN El tubo a presión es el más utilizado de las conducciones hidráulicas, ya que es adecuado y beneficioso para la co nducci ón de líq ui dos, desde consumos muy pequeños como es el caso de instrumental médico, inclusive caudales de gran magnitud como los que se emplean en plantas hidroeléctricas y grandes acueductos. El análisis se realizará identificando el tipo de fluo que se tiene presente !laminar, turbulento o de transi ció n"# poster ior mente se identificarán las variables como son la viscosidad del líquido, rugosidad y geometría del conducto que influyen en el cálculo del coeficiente de fricción a partir de la utilización de ec uaci ones como la de $arcy % &eisbach. OBJETIVOS 'dent if icar las di fe ren te s formas de pérdidas en tuberías a presión (alcular las rdidas de energía hidráulica. )edir parámetros necesarios para el cálculo de los coefi cie ntes de pér di da s hidráulicas. $eterminar el comportami ento hi dr áuli co del conducto. MARCO TEÓRICO GENERALIDADES *n líquido que se mueve a través de un conducto con fluo a presión, posee en cualquier sección una energía hidráulica compuesta por tres clases de energía que son+ Energía potencial. Energía de presión. Energía cinética. Estas ener as, e pr esadas por  unidad de peso del líquido en movimiento, repre sent an altur as o cabezas de energía respecto a un plano o nivel de referencia.  Z + energía potencial por unidad de peso.  P/r + energía de presión por unidad de peso o cabeza de presión. - / g+ ener a cinética por  unidad de peso o cabeza de velocidad.  ∑hp: pérdidas totales constituidas por pérdidas por fricción y locales. 0a energía total será+

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INTRODUCCIÓN

El tubo a presión es el más utilizado

de las conducciones hidráulicas, ya

que es adecuado y beneficioso para

la conducción de líquidos, desdeconsumos muy pequeños como es

el caso de instrumental médico,

inclusive caudales de gran

magnitud como los que se emplean

en plantas hidroeléctricas y grandes

acueductos. El análisis se realizará

identificando el tipo de fluo que se

tiene presente !laminar, turbulento o

de transición"# posteriormente seidentificarán las variables como son

la viscosidad del líquido, rugosidad

y geometría del conducto que

influyen en el cálculo del coeficiente

de fricción a partir de la utilización

de ecuaciones como la de $arcy%

&eisbach.

OBJETIVOS

• 'dentificar las diferentes

formas de pérdidas entuberías a presión

• (alcular las pérdidas de

energía hidráulica.

• )edir parámetros necesarios

para el cálculo de loscoeficientes de pérdidashidráulicas.

• $eterminar el

comportamiento hidráulicodel conducto.

MARCO TEÓRICO

GENERALIDADES

*n líquido que se mueve a través

de un conducto con fluo a presión,posee en cualquier sección unaenergía hidráulica compuesta portres clases de energía que son+

• Energía potencial.

• Energía de presión.

• Energía cinética.

Estas energías, epresadas por 

unidad de peso del líquido enmovimiento, representan alturas ocabezas de energía respecto a unplano o nivel de referencia.

•   Z + energía potencial por

unidad de peso.

•   P/r + energía de presión por

unidad de peso o cabeza depresión.

• -/g+ energía cinética por 

unidad de peso o cabeza develocidad.

•   ∑hp:  pérdidas totales

constituidas por pérdidas por fricción y locales.

0a energía total será+

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ECUACIÓN DE LA ENERGÍA

1. PÉRDIDAS DE ENERGÍA: 1l

desplazarse el líquido de un

punto a otro del conducto, laenergía total va

disminuyendo.

Figura. N 1. P!r"i"a# "! !$!rg%a

 

P&r"i"a# 'r(ri))i*$.

  P&r"i"a# +)a+!# 'r a"i,a-!$,#

. LÍNEAS DE ENERGÍA

• L%$!a "! a+,ura#,,a+!# /LAT0

Energías+ potencial, de

presión y cinética(aracterísticas2. 3iempre desciende en elsentido del fluo.. En tramos rectos con fluouniforme mantiene constantesu pendiente.

• L%$!a "! a+,ura#'i!-&,ri)a# /LAP0+Esta línea une lospuntos querepresentan la Energíade presión o sea hastadonde el fluido subiríasi se instala un

piezómetro. 0a líneade alturaspiezométricas tiene lassiguientescaracterísticas+

2. Está por debao de la 014una diferencia vertical igual ala cabeza de velocidad encada punto.. En tramos rectos con fluouniforme es paralela a la 014.

2. GRADIENTES DE ENERGÍA

• Gra"i!$,! 3i"r4u+i) "! a+,ura# ,,a+!# /Sf 0

• Gra"i!$,!'i!-&,ri) /GP 0

0os gradientes hidráulicosy piezométrico soniguales cuando el fluo esuniforme. 0ospiezómetros antes ydespués de cadaaditamento debenubicarse a una distanciaadecuada tal que asegurefluo uniforme en cadapunto piezométrico.

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Figura 1 N. "iagra-a "! M"5

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CÁLCULOS Y RESULTADOS

DATOS

Tramo Diametro

interno

(m)

Longitud del

tramo

(m)

Tipo de

Aditamiento

Tipo de

Material

23 a 24 0.018 Perdida Locales Pc

24 a 2! 0.018 0."2 Perdidas por

#riccion

Pc

2! a 2$ 0.018 Perdidas Locales %alula de

compuerta

&'

2$ a 2 0.01! 0.!3! Perdidas por

#riccion

ierro

*alani+ado

 2 a 28 0.012 Perdidas Locales ierro*alani+ado

&' a 3,8'

28 a 2" 0.012 0.4" Perdidas por

#riccion

ierro

*alani+ado

CALCULOS

Tramo 23-24

 Numer o

Qm3 / s

him

 Him

hjm

 Hjm

h L

m K 

1 0,0000669

0,62 1,21 0,615 1,20 0,005 0,00844843

2 0,000104 0,67 1,59 0,66 1,58 0,01 0,01086923

3 0,0000817

0,73 1,45 0,717 1,43 0,013 0,01798678

4 0,000154 0,804 2,16 0,785 2,14 0,019 0,01394649

5 0,000134 0,88 2,065 0,858 2,043 0,022 0,01855881

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Tramo 24- 25

 Numero Q

m3 / s

hi

m

hj

m

m/s

 Hi

 M 

 Hj

m

h f 

m

S  f    Re

10,0000669

0,615

0,57 0,263

0,618

0,573

0,045

0,048

4734,60722

2 0,000104

0,66 0,619

0,408

0,66 0,627

0,041

0,044

7360,22647

3 0,0000817

0,717

0,67 0,321

0,72 0,675

0,047

0,051

5782,02406

4 0,000154

0,785

0,732

0,605

0,803

0,750

0,053

0,057

10898,7969

5 0,000134

0,858

0,8 0,526

0,872

0,814

0,058

0,063

9483,36872

Tramo 25-26

 Numer o

Qm3 / s

him

 Him

hjm

 Hjm

h L

m K 

1 0,0000669

0,57 0,573 0,578 0,581 -0,008 -2,26633005

2 0,000104 0,619 0,627 0,615 0,623 0,004 0,46889836

3 0,0000817

0,67 0,675 0,66 0,665 0,01 1,89950872

4 0,000154 0,732 0,750 0,715 0,733 0,017 0,90885141

50,000134

0,8 0,814 0,774 0,788 0,026 1,83590057

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Tramo 26 - 27

 Numero Q

m3 / s

hi

m

hj

m

m/s

 Hi

m

 Hj

m

h f 

m

S  f    Re

10,00006

69

0,578

0,563

0,37 0,585

0,570

0,015

0,028 5681,528

66

2 0,000104

0,615

0,597

0,58 0,632

0,61 0,018

0,033

8832,27176

3 0,0000817

0,66 0,638

0,46 0,67 0,64 0,022

0,041

6938,42887

4 0,000154

0,715

0,69 0,87 0,753

0,72 0,025

0,046

13078,5563

50,000134

0,774

0,742

0,75 0,803

0,77 0,032

0,059

11380,0425

Tramo 27 -28

 Numer o

Qm3 / s

him

 Him

hjm

 Hjm

h L

m K 

1 0,0000669

0,563 1,15 0,53 1,12 0,033 0,05575964

2 0,000104 0,597 1,51 0,555 1,47 0,042 0,04565077

3 0,0000817

0,638 1,36 0,587 1,30 0,051 0,07056353

4 0,000154 0,69 2,052 0,625 1,98 0,065 0,04771169

5 0,000134 0,742 1,92 0,664 1,84 0,078 0,065799

4

Tramo 28- 29

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 Numero Qm3 / s

him

hjm

V m/s

 Him

 Hjm

h f 

mS  f    Re

1 0,0000669

0,53 0,49 0,591

0,547

0,50

0,04 0,081

7101,91083

2 0,000104

0,555

0,505

0,920

0,598

0,54

0,05 0,102

11040,3397

3 0,0000817

0,587

0,525

0,722

0,613

0,55

0,062

0,126

8673,03609

4 0,000154

0,625

0,546

1,362

0,719

0,64

0,079

0,161

16348,1953

5 0,000134

0,664

0,569

1,185

0,73 0,64

0,095

0,193

14225,0531

ANALISIS

Realizando los cálculos de esta práctica de laboratorio se logr analizar !

obser"ar, la relacion e#istente entre el area de un conducto ! la

"elocidad del $u%o &ue por el trascurre, la cual es e#presa &ue a 'enor

area, 'a!or "elocidad, esto se puede notar en &ue por e%e'plo la

"elocidad alcanzada por el caudal de 0,0000669 '3(s, en el tra'o 23-24

)ue de 0,668 '(s, *abiendo en este una area de 0,00011304 '2, 'ientras

&ue para este 'is'o caudal, en los tra'os 25-26 27-28 ! 28- 29 ,

con area de 0,26303373  '2 "ariando respecti"a'ente, se obtu"ieron

"elocidades de 0,591 '(s ! 1,185  '(s ta'bien de )or'a respeci"a+

e igual 'anera, se obser"o &ue en los tra'os donde *abian perdidas

por )riccion, el gradiente de energia s)., )ue 'a!or a 'edida *abia un

au'ento en la "elocidad ! dis'inucion en el area, por e%e'plo/ para el

tra'o 26-27, cuando *ubo una "elocidad de 0,37876858 '(s el

gradiente de energia )ue 'a!or 'ientras &ue con "elocidad de 2,007

'(s, el gradiente )ue de 0,0635 ' ! en el tra'o 28-29, *ubo una

"elocidad de 1,5038 '(s, apro#i'adaente el "alor de s) )ue de 0,02803

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' ! con "elocidad de 0,37876858'(s, s) )ue 0,02803 '+ iguiendo con

el analisis de los calculos &ue se realizaron en los tra'os

correspondientes a las perdidas por )riccion, las ) &ue se obtu"ieron en

e#peri'ental'ente estu"ieron relati"a'ente ale%adas de las teoricas+

e logro tener 'a!or cercania en la co'paracion de estos dos "alores,al re'plazar el "alor de reinolds en la )or'ula 64(re teniendo en cuenta

&ue esta )or'ula es correspondiente a los $u%os la'inares, se puede

in)erir &ue el $u%o presentado en la pracica, tendio a tener un

co'porta'iento a este tipo+

or otro lado, al co'parar el "alor teorico de las con el e#peri'ental

alcanzado en esta practica, se obser"a &ue el "alor esta 'u! cercano,

puesto &ue el pri'ero en 'encion es de 0,4, ! en pro'edio el teorico es

de 0+399 apro#e'anda'ente+

CONCLUSIONES

• 3e logro identificar y calcular las perdidas por friccion mediante la aplicación

de la formula 5f 6 hi 7 h

• 8ue posible calcular las perdidas locales mediante la aplicación de la

formula 5l 6 5i 75

• 8ue posible establecer el valor de 9 mediante la formula de perdidas

locales hl 6 : donde se despea 9 y si obtiene el valor requerido

tambien se puede decir que se logro establecer el valor de 8 gracias aldiagrama de )oody, que es muy importante para saber la perdidas de unconducto.

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• ;racias al trabao de esta practica de laboratorio, se pudo llegar mas a

fondo cuando eiste una perdida en conductos a presion, igualmente unavez hechos los calculos nos aclaro la importancia de la hidraulica en cuantoa las perdidas en tuberias que pueden ser por varios factores como por eemplo el tipo de tuberia, los accesorios utilizados etc.