LAB A
Universidad Tecnológica de Panamá
Centro regional de Chiriquí
Facultad de Ingeniería Civil
Licenciatura en Ingeniería Civil
II semestre - 2021
Hidráulica
Informe de Laboratorio N°3
PÉRDIDA DE CARGA EN TUBERÍA
Profesor
Ing. César Gómez
Integrantes
Grupo
2IC131
Fecha de Entrega
Martes 14 de septiembre del 2021
,OBJETIVOS
1. Investigar como varía la pérdida de carga en tuberías para un régimen turbulento.
2. Investigar como varía la pérdida de carga por rozamiento con velocidades bajas de
corriente a lo largo de una tubería de prueba cilíndrica.
INTRODUCCIÓN
En el campo de la ingeniería civil es posible que haya situaciones que requieran el estudio
del comportamiento de los fluidos para el diseño de sistemas de tuberías o canales, ya sea
de pequeña o gran escala. Cuando se realizan estos estudios es necesario, para un diseño
más preciso y confiable, considerar las pérdidas de carga en las tuberías ya sea por fricción
o por los elementos o accesorios propios de la tubería. Las pérdidas de cargas en tuberías se
definen como la pérdida de energía dinámica del fluido debido a la fricción de las partículas
del fluido entre sí y contra las paredes del conducto que las contiene. Las pérdidas pueden
ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o accidentales o localizadas, debido a
circunstancias particulares, como un estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia
de una válvula, etc.
En este laboratorio se buscará conocer, utilizando diferentes ecuaciones y teoremas, la
variación de las pérdidas de carga por rozamiento en fluidos turbulentos y laminares en
tuberías cilíndricas. Además, se utilizara un simulador que nos permitirá visualizar el
procedimiento experimental de forma virtual.
MATERIALES
1. Manómetros de agua.
2. Válvula VT1,VT2, VT3.
3. Válvula V1, V2
4. Manómetro de Bourdon.
5. Tubería de prueba de 4mm de diámetro y 500mm de longitud.
MARCO TEÓRICO
La pérdida de carga en tuberías es la pérdida de presión de un fluido al producirse fricción
entre las partículas del fluido y las paredes del conductor, y por obstáculos en la
conducción.
Tanto en sistemas de agua como en sistemas de otro tipo de fluido, el fluido pierde energía
por el rozamiento continuo con la tubería y por la fricción que ocurre en el paso de
accesorios o dispositivos, que serán vistos como obstáculos en la conducción. Los
obstáculos pueden ser, la propia tubería, válvulas, derivaciones, codos, manguitos,
estrechamientos, cambios de dirección, cambios de sección, etc. Es decir, nos referimos a
todo obstáculo que modifica la energía del propio fluido.
Número de Reynolds
, La transición de flujo laminar a turbulento depende de la geometría, la rugosidad de la
superficie, la velocidad del flujo, la temperatura de la superficie y el tipo de fluido, entre
otros factores. Después de experimentos exhaustivos en los años de 1880, Osborne
Reynolds descubrió que el régimen de flujo depende principalmente de la razón de fuerzas
inerciales a fuerzas viscosas en el fluido.
fuerzas inerciales V prom ρ V prom D
ℜ= = =
fuerzas viscosas v μ
En donde:
ℜ≤ 2300→ flujo laminar
2300 ≤ ℜ≤ 4000→ flujo transicional
ℜ≥ 4000 → flujo turbulento
Un interés considerable en el análisis de flujo de tubería es el que causa la caída de presión
Δ P , porque está directamente relacionada con la potencia necesaria para que el ventilador o
bomba mantengan el flujo.
Ecuación de Darcy – Weisbach
Es una de las que mejor funcionan y es recomendada en muchos manuales especializados
en el tema. La expresión general de la ecuación es la siguiente:
h f =f ( )
L v2 8 fL
= 2
D2g π g D 5
Q
2
Factor de fricción
Se utiliza para calcular el coeficiente de pérdida de carga debido a la fricción según el
régimen de flujo: laminar o turbulento. Si el régimen es turbulento, la estimación es fácil de
hacer, sin embargo, cuando es turbulento es difícil de estimar por lo que se recurre a otras
fórmulas. Entre ellas, se encuentra la expresión de Darcy, que es una de las más utilizadas.
GLOSARIO
1. Factor de Fricción: es un parámetro adimensional que se utiliza para calcular la
pérdida de carga en una tubería debido a la fricción. Para calcular el factor de
fricción hay que saber que depende del tipo de flujo que se esté dando, si
es laminar (el flujo es laminar cuando todas las capas van en paralelo)
o turbulento (el flujo es turbulento cuando las capas de fluido se mueven de forma
caótica a lo largo del conducto).
2. Pérdida de Carga: es la pérdida de presión que se produce en un fluido debido a la
fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes de la tubería que las
conduce. Las pérdidas pueden ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o
Universidad Tecnológica de Panamá
Centro regional de Chiriquí
Facultad de Ingeniería Civil
Licenciatura en Ingeniería Civil
II semestre - 2021
Hidráulica
Informe de Laboratorio N°3
PÉRDIDA DE CARGA EN TUBERÍA
Profesor
Ing. César Gómez
Integrantes
Grupo
2IC131
Fecha de Entrega
Martes 14 de septiembre del 2021
,OBJETIVOS
1. Investigar como varía la pérdida de carga en tuberías para un régimen turbulento.
2. Investigar como varía la pérdida de carga por rozamiento con velocidades bajas de
corriente a lo largo de una tubería de prueba cilíndrica.
INTRODUCCIÓN
En el campo de la ingeniería civil es posible que haya situaciones que requieran el estudio
del comportamiento de los fluidos para el diseño de sistemas de tuberías o canales, ya sea
de pequeña o gran escala. Cuando se realizan estos estudios es necesario, para un diseño
más preciso y confiable, considerar las pérdidas de carga en las tuberías ya sea por fricción
o por los elementos o accesorios propios de la tubería. Las pérdidas de cargas en tuberías se
definen como la pérdida de energía dinámica del fluido debido a la fricción de las partículas
del fluido entre sí y contra las paredes del conducto que las contiene. Las pérdidas pueden
ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o accidentales o localizadas, debido a
circunstancias particulares, como un estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia
de una válvula, etc.
En este laboratorio se buscará conocer, utilizando diferentes ecuaciones y teoremas, la
variación de las pérdidas de carga por rozamiento en fluidos turbulentos y laminares en
tuberías cilíndricas. Además, se utilizara un simulador que nos permitirá visualizar el
procedimiento experimental de forma virtual.
MATERIALES
1. Manómetros de agua.
2. Válvula VT1,VT2, VT3.
3. Válvula V1, V2
4. Manómetro de Bourdon.
5. Tubería de prueba de 4mm de diámetro y 500mm de longitud.
MARCO TEÓRICO
La pérdida de carga en tuberías es la pérdida de presión de un fluido al producirse fricción
entre las partículas del fluido y las paredes del conductor, y por obstáculos en la
conducción.
Tanto en sistemas de agua como en sistemas de otro tipo de fluido, el fluido pierde energía
por el rozamiento continuo con la tubería y por la fricción que ocurre en el paso de
accesorios o dispositivos, que serán vistos como obstáculos en la conducción. Los
obstáculos pueden ser, la propia tubería, válvulas, derivaciones, codos, manguitos,
estrechamientos, cambios de dirección, cambios de sección, etc. Es decir, nos referimos a
todo obstáculo que modifica la energía del propio fluido.
Número de Reynolds
, La transición de flujo laminar a turbulento depende de la geometría, la rugosidad de la
superficie, la velocidad del flujo, la temperatura de la superficie y el tipo de fluido, entre
otros factores. Después de experimentos exhaustivos en los años de 1880, Osborne
Reynolds descubrió que el régimen de flujo depende principalmente de la razón de fuerzas
inerciales a fuerzas viscosas en el fluido.
fuerzas inerciales V prom ρ V prom D
ℜ= = =
fuerzas viscosas v μ
En donde:
ℜ≤ 2300→ flujo laminar
2300 ≤ ℜ≤ 4000→ flujo transicional
ℜ≥ 4000 → flujo turbulento
Un interés considerable en el análisis de flujo de tubería es el que causa la caída de presión
Δ P , porque está directamente relacionada con la potencia necesaria para que el ventilador o
bomba mantengan el flujo.
Ecuación de Darcy – Weisbach
Es una de las que mejor funcionan y es recomendada en muchos manuales especializados
en el tema. La expresión general de la ecuación es la siguiente:
h f =f ( )
L v2 8 fL
= 2
D2g π g D 5
Q
2
Factor de fricción
Se utiliza para calcular el coeficiente de pérdida de carga debido a la fricción según el
régimen de flujo: laminar o turbulento. Si el régimen es turbulento, la estimación es fácil de
hacer, sin embargo, cuando es turbulento es difícil de estimar por lo que se recurre a otras
fórmulas. Entre ellas, se encuentra la expresión de Darcy, que es una de las más utilizadas.
GLOSARIO
1. Factor de Fricción: es un parámetro adimensional que se utiliza para calcular la
pérdida de carga en una tubería debido a la fricción. Para calcular el factor de
fricción hay que saber que depende del tipo de flujo que se esté dando, si
es laminar (el flujo es laminar cuando todas las capas van en paralelo)
o turbulento (el flujo es turbulento cuando las capas de fluido se mueven de forma
caótica a lo largo del conducto).
2. Pérdida de Carga: es la pérdida de presión que se produce en un fluido debido a la
fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes de la tubería que las
conduce. Las pérdidas pueden ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o
