3 Guia de Perdidas Locales
3 Guia de Perdidas Locales
3 Guia de Perdidas Locales
1. INTRODUCCION
El fluido en un sistema de tubería típico pasa a través de varios accesorios, válvulas, flexiones,
codos, ramificaciones en forma de letra T (conexiones en T), entradas, salidas,
ensanchamientos y contracciones además de los tubos. Dichos componentes (accesorios)
interrumpen el suave flujo del fluido y provocan pérdidas adicionales debido al fenómeno de
separación y mezcla del flujo que producen.
En un sistema típico, con tubos largos, estas pérdidas son menores en comparación con la
pérdida de carga por fricción en los tubos (las pérdidas mayores) y se llaman pérdidas
menores. Aunque por lo general esto es cierto, en algunos casos las pérdidas menores pueden
ser más grandes que las pérdidas mayores. Éste es el caso, por ejemplo, en los sistemas con
varias vueltas y válvulas en una distancia corta. Las pérdidas de carga que resultan de una
válvula totalmente abierta, por ejemplo, pueden ser despreciables. Pero una válvula cerrada
parcialmente puede provocar la pérdida de carga más grande en el sistema, como pone en
evidencia la caída en la razón de flujo. El flujo a través de válvulas y uniones es muy complejo,
y por lo general no es lógico un análisis teórico. En consecuencia, usualmente los fabricantes
de los accesorios determinan las pérdidas menores de manera experimental.
Las pérdidas menores se expresan en términos del coeficiente de pérdida KL (también llamado
ℎ
coeficiente de resistencia), que se define como: 𝑘 = 𝑉 2 𝐿
⁄2𝑔
2. OBJETIVO
• Determinar experimentalmente las pérdidas que se producen en cada accesorio
• Determinar los factores de pérdida KL para cada accesorio
• Analizar el comportamiento del coeficiente KL en función del caudal.
PERDIDAS LOCALES 1
3. EQUIPOS A UTILIZAR EN EL ENSAYO
4. GENERALIDADES
El accesorio está diseñado para ser colocado en los canales laterales de la parte superior del
canal banco hidráulico.
Los accesorios siguientes están conectados en una configuración en serie para permitir una
comparación directa:
PERDIDAS LOCALES 2
El caudal que pasa por el circuito es controlado por una válvula de control de flujo.
Las tomas de presión en el circuito está conectado a un banco de doce manómetros, que
incorpora una válvula de aire de entrada / salida en la parte superior del colector. Un tornillo de
purga de aire facilita la conexión a una bomba de mano. Esto permite que los niveles en los
manómetros se ajusten a un nivel conveniente para adaptarse a la presión estática del sistema.
Una pinza que cierra las tomas en el inglete es introducido cuando los experimentos en la
válvula de ajuste es requerida. Un medidor de presión diferencial da la lectura directa de las
pérdidas a través de la válvula de compuerta.
5. FUNDAMENTO TEÓRICO
𝐾𝑉 2
𝛥ℎ =
2𝑔
Donde:
K: Coeficiente de perdida
Para eliminar los efectos del cambio del área en la medida de las pérdidas de carga, este valor
se debe agregar a las lecturas de pérdida de carga para la ampliación y la contracción. Tenga
𝑉1 2 𝑉2 2
en cuenta que (h1-h2) será negativo para el ampliación y − será negativo para la
2𝑔 2𝑔
contracción.
PERDIDAS LOCALES 3
El coeficiente de pérdida se puede calcular igual que el anterior para la válvula de compuerta.
6. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
No es posible realizar mediciones en todas las instalaciones y al mismo tiempo, por lo tanto, es
necesario ejecutar dos pruebas por separado.
Ejercicio A: Medida las pérdidas a través de todos los accesorios de tubería, excepto la
válvula de compuerta, la cual debe estar plenamente abierta.
• Ajuste el caudal de la válvula de control de flujo del banco y, con un caudal
determinado, tome lecturas de alturas de todos los manómetros después de que el
nivel se estabilizó.
• Con el fin de determinar el caudal, tome medición del tiempo de colección de un
volumen de agua conocido usando el tanque volumétrico (con un cronómetro).
• Repita este procedimiento para dar un total de al menos cinco series de mediciones en
un rango de caudal de aproximadamente 8-17 litros por minuto.
• Mida la temperatura del agua de salida a la menor tasa de flujo, lo que junto con
elcuadro que detallala viscosidad cinemática delagua a presión atmosféricase utiliza
para determinarel número de Reynolds.
PERDIDAS LOCALES 4
• Coloque la pinzadelos tubos de conexióna latoma de presióninglete(para evitar queel
aire entre al sistema).
• Comience conla válvula de compuertacerraday totalmente abiertatantola válvula
delbanco y la válvula decontrol de flujo.
• A continuación, abrala válvula de compuertaen aproximadamente un 50% de una
vuelta(despuésde tomar cualquierreacción).
• Para cada uno depor lo menoscinco caudales diferentes, mida la presiónde carga a
travésde la válvuladel manómetro en el manómetro tipo bourdon, el cual está señalada
la salida y la entrada por colores (negro=entrada, rojo=salida).
• Ajuste el caudalmediante el uso dela válvula decontrol de flujo del aparato.
• Una vez quelas medicioneshan comenzado, no ajuste la válvula de compuerta.
• Determineel caudalpor el método volumétrico.
• Repita estos procedimientos para la válvula de compuerta abierta aproximadamente en
70 y 80% de una sola vuelta.
8. PRESENTACION DE RESULTADOS
8.1. EJERCICIO A
PERDIDAS LOCALES 5
Manómetros Manómetro Perdida de carga Vol. Tiempo Caudal 2 Velocidad
Accesorios v2/2g K
h1(m) h2(m) h1-h2(m) V(m3) seg Qt(m3/s) v(m/s)
Inglete
Codo
Curva larga
Curva corta
Ampliación
Contracción
PERDIDAS LOCALES 6
Manómetros Manómetro Perdida de carga Vol. Tiempo Caudal 1 Velocidad
Accesorios v2/2g K
h1(m) h2(m) h1-h2(m) V(m3) seg Qt(m3/s) v(m/s)
Inglete
Codo
Curva larga
Curva corta
Ampliación
Contracción
8.2. EJERCICIO B
PERDIDAS LOCALES 7
9. DESEMPEÑOS DE COMPRENSIÓN
2. Para el ejercicio A:
• Grafique la pérdida de carga (Δh) vrs. La carga de velocidad (v2/2g).
• K vrs. Qt.
3. Para el ejercicio B:
• Grafique la pérdida de carga equivalente (Δh) vrs. La carga dinámica (v2/2g).
• K vrs. Qt.
PERDIDAS LOCALES 8