Practica calibracion de tuberías TRIS

ASIGNATURA: LABORATORIO DE HIDRÁULICA DE TUBERÍAS Y CANALES HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA

PRÁCTICA No. 1

CAUDAL DE CIRCULACIÓN ( Q ) vs ( ΔH ) PÉRDIDA DE CARGA

OBJETIVO :

Determinar la pérdida de energía que experimenta un fluidoincompresible que circula a presión en una tubería.

MATERIAL:

- Agua libre de impurezas.- Aparato de red de tuberías (banco hidráulico, tubos y

accesorios).- Medidor digital de presión (0 a 2000 milibares) con

válvula de purga.- Termómetro en grados Celsius, cronómetro digital.- Nivel de burbuja y nivel de manguera.- Paños de tela de secar.- Flexómetro (cada equipo de trabajo debe traer el suyo).

METODOLOGÍA:

Midiendo las cargas de presión (P/γ) con un manómetro digitalen la entrada y la salida de un tramo de tubería ydeterminando el gasto Q asociado a ellas.

DESARROLLO:

Calibración del medidor digital de presión

Para la operación segura del medidor digital de presión es indispensable leer y guiarse del manual de operación del aparato.

PREPARÓ: Ing. IVÁN PÉREZ FACULTAD DE INGENIERÍA Ing. JUAN VÁZQUEZ UADY

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Medidor digital de presión (manómetro)

1) Antes de conectar el instrumento (manómetro) al Aparato dered de tuberías, pulsa la tecla ON/OFF una vez paraencenderlo. Pulsando la tecla SCALE puedes elegir lasunidades de medida de tu conveniencia. Asegúrate que losconectores del manómetro estén libres, esto es, sometidosa la presión atmosférica y presiona la tecla ZERO parafijar en cero los valores actuales de lectura. Estacondición permanecerá aún después de apagado el manómetro.Apaga el instrumento pulsando la tecla ON/OFF.

2) Instala la válvula de purga de burbujas de aire en elconector de entrada positivo (+) del manómetro.

Preparación conveniente del banco hidráulico y del arreglode tuberías para la obtención de datos experimentales

Para la identificación de las partes refiérete a la Fig.1.

1) Asegúrate que el banco hidráulico tenga suficiente agua.Esto lo consigues si el nivel del agua está a ras o apenaspor debajo de la superficie inferior del tanque


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volumétrico del banco. En caso contrario consulta con elencargado!!

2) Sitúa el amortiguador del tanque volumétrico alineado conel canal de desagüe del banco y mantén abierta la válvulade “balón”.

3) Has las conexiones pertinentes de tubería, tal como semuestra en el diagrama esquemático (Ver Fig. 2.) conexcepción del manómetro. Asegúrate que todas lasconexiones cuentan con un empaque “o ring” y que todas lasválvulas no incluidas en el recorrido del flujo esténcerradas. Inicia con la muestra de tubo de 13 mm dediámetro y mantén abierta la válvula de descarga delsistema.

4) Con la válvula de control de alimentación del sistemacerrada conecta el banco hidráulico a la fuente de poderdisponible (energía eléctrica, 110 volts).

5) Para iniciar el bombeo presiona el botón negro deencendido localizado en uno de los costados del bancohidráulico e inmediatamente abre parcialmente la válvulade control de alimentación (se sugiere ½ vuelta al menos).

6) Es absolutamente necesario purgar de burbujas de aire alsistema antes de cualquier experimentación. Se procede dela siguiente manera: asegúrate que la válvula de purga delmanómetro esté cerrada. Toma el extremo en color gris deltramo de tubo flexible (sonda) con válvula autosellante einsértalo en el extremo libre de la válvula de purga delmanómetro. El otro extremo del tubo flexible, el quecontiene a la válvula autosellante, conéctalo al puerto depresión (1) situado apenas arriba de la válvula de controlde alimentación del Aparato de Red de Tuberías. Debesescuchar un “click” que asegura que la válvulaautosellante ha sido correctamente conectada. Sitúa el


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manómetro arriba del tanque volumétrico del Aparato de Redde Tuberías. Abre la válvula de purga del manómetro ycierra parcial y suficientemente la válvula de descargadel Aparato para presurizar al sistema y forzar a que lasburbujas de aire escapen por el orificio de ventilación dela válvula de purga del manómetro.

7) Simultáneamente cierra la válvula de purga del manómetro yabre la válvula de descarga del sistema. Las cargas depresión en la tubería en experimentación se transmitenahora al manómetro. Si en la sonda aún hubiera burbujas,repite todo el procedimiento cuanto sea necesario.

8) Con la válvula de alimentación abierta ½ vuelta y laválvula de descarga totalmente abierta, pulsa la teclaON/OFF para encender el manómetro y registra por escritola carga de presión en la entrada del sistema, hENTRADA. Elinstrumento te permite varias opciones para la toma dedatos según que desees máximos, mínimos, o promedios.

9) Para “destrabar” la válvula autosellante del puerto depresión solo tienes que oprimir la placa metálica incluidaen el puerto y tirar de la válvula suavemente pero confirmeza.

10) Destraba la válvula autosellante del puerto de presión deentrada y conéctala al puerto de presión de salida, hSALIDA

(Ver Fig. 3). Cierra parcial y suficientemente la válvulade descarga para presurizar al sistema y forzar a que lasburbujas de aire escapen por el orificio de ventilación dela válvula de purga. Cierra la válvula de purga ysimultáneamente abre la de descarga.

11) Registra por escrito la carga de presión reportada por elmanómetro digital en la salida del sistema, hSALIDA. Mide yanota:

- la temperatura del agua. PREPARÓ: Ing. IVÁN PÉREZ FACULTAD DE INGENIERÍA Ing. JUAN VÁZQUEZ UADY

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- el caudal o gasto de circulación con ayuda deltanque volumétrico y el cronómetro digital.

12) Genera otros gastos empezando con 1 vuelta y terminandocon la apertura total de la válvula de control dealimentación. Has las mismas determinaciones que se tepiden desde el paso 8).

13) Apaga la bomba presionando el botón rojo localizado enuno de los costados del banco hidráulico y cierra laválvula de control de alimentación.

14) Remplaza la tubería utilizada por otra de mayor diámetroy repite el procedimiento explicado en los pasosanteriores.

15) Desconecta el manómetro. Seca, limpia y desconecta elbanco hidráulico y cúbrelo convenientemente.

INFORME:

1) Presenta en forma tabulada tus datos de experimentación.Presenta también una tabla con tus cálculos acompañada deuna descripción de ella.

2) Aplicando la ecuación de la energía entre hENTRADA y hSALIDA ybasándote en tu tabla de cálculos genera un gráfico conlos valores de gasto Q vs caídas de carga ΔH para cada unade las muestras de tubo trabajadas en tu experimentación.En el mismo gráfico deben aparecer todas ellas.

3) Comenta acerca de la relación observada entre la pérdidade carga ΔH y el rango de flujo Q para cada tubo deprueba.

4) Usando la ecuación de Darcy-Weisbach, calcula y tabula losvalores del factor de fricción f de uno de los tubos de


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muestra - el que tu elijas- y compáralo con su valorteórico obtenido o calculado en base a la bibliografíareferente al caso.

CONTESTA LO SIGUIENTE:

1) ¿Cuál es el valor de Q cuando ΔH vale cero? Argumenta turespuesta.

2) ¿Es correcta la afirmación de que a gastos iguales en dostuberías del mismo material, la de mayor diámetro generemenor pérdida de carga?

CONCLUSIONES:

BIBLIOGRAFÍA:

Sotelo Avila, Gilberto, “Hidráulica General”, Vol. 1, Fundamentos, Edit. Limusa, sexta reimpresión, 1982. ISBN 968-18-0503-8.

De Azevedo J.M, Acosta A.Guillermo,“Manual de Hidráulica”.Edit. Harla, 1976. ISBN 968-6199-76-4.

Streeter, Victor, L, “Mecánica de los fluidos”,Edit.McGraw Hill, 1988

Gerhart, Philip M., Gross, Richard J., Hochstein, John I.,“Fundamentos de Mecánica de Fluidos”. Segunda edición.1995. Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. ISBN 0-201-60105-2.


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Trueba Coronel, Samuel, “Hidráulica”, Edit. Continental,1991

TABLA 1. DATOS DE EXPERIMENTACIÓNDiámetr

ode

tubería(mm)

Aberturade válvula(vueltas)

T.agua( ºC)

hENTRADA(cm)

hSALIDA(cm)

Volumen( l )

Tiempo( s )

CaudalQ

( lps )

13

½11½22 ½3

Total.abierta

Diámetrode

tubería

(mm)

Aberturade válvula

(vueltas)

EENTRADA ESALIDA ΔH Caudal Q

( lps )[ Z + (P/γ) +(V2/2g) ]

(m)

[ Z + (P/γ) +(V2/2g) ]

(m)

(EE - ES)(m)

13

½11½22 ½3

Total.abierta


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