Tabla de contenido

1. Introducción…………………………………………………………………….

2. Objetivos………………………………………………………………………...

2.1 Objetivo general

2.2 Objetivos Específico

3. Marco Teórico…………………………………………………………………….

4. Materiales…………………………………………………………………………

5. Metodología………………………………………………………………………

6. Cálculos…………………………………………………………………………

7. Resultados Obtenidos………………………………………………………………

8. Análisis de Resultados…………………………………………………………….

9. Conclusiones……………………………………………………………………

10. Referencias……………………………………………………………………

11. Cuestionarios……………………………………………………………………
 Tabla de Ilustraciones

Ilustración 1, formula de caudal total. Fuente (VíctorL, mecánica de fluidos, 1999)

Ilustración 2, formula de perdida de carga total. (Fuente VíctorL, mecánica de fluidos,

1999)

Ilustración 3, accesorios para tuberías. Fuente (surtiniples).

Ilustración 4, módulo de tubería en paralelo. Fuente (propia)

Ilustración 5, materiales utilizados en la práctica. Fuente (Propia)

Ilustración 6, Tuberías. Fuente (propia)

Ilustración 7, Válvulas y manómetro Fuente (Ingeniero A. Novoa)

Ilustración 8, Módulo de tuberías en serie y paralelo. Fuente (Propia)

Ilustración 9, Válvulas de control. Fuente (Propia)

Ilustración 10, Sistema de tubería en paralelo. Fuente (propia)

Ilustración 11, Tablero de manómetro de mercurio en tuberías en paralelo. Fuente (propia)

Ilustración 12, Manómetro de Mercurio. Fuente (propia)

Ilustración 13, Tanque de Aforo. Fuente ing novoa

Ilustración 14, Toma de tiempos con cronometro. Fuente ing novoa

 1. Introducción

En el siguiente laboratorio consta de varios experimentos a través de un módulo de tuberías

en paralelo para demostrar y evidenciar la temática vista en clase, esta experiencia permite deducir

las características de este tipo de sistemas, para lograr esto realizamos la practica en la universidad

cooperativa de Colombia lo cual se obtuvo datos como: temperaturas, presiones, longitudes,

tiempos para obtener caudal lo cual se presentan los datos obtenidos de las experimentaciones y

así mismo con sus respectivos análisis, para así facilitar la toma de conclusiones para realizar n la

temática de tuberías en paralelo, además se presentará una serie de datos detallados para el mejor

entendimiento del laboratorio.

 2. Objetivos

2.1Objetivo General

Determinar experimentalmente el comportamiento y características del sistema de tuberías en

paralelo para así determinar el caudal del sistema y poder calcular las presiones generadas por los

diferentes niveles de agua.

2.2 Objetivos Específicos

- Analizar los datos obtenidos en los módulos

- Determinar las perdidas entre los nodos de entrada y salida.

- Identificar las características de la tubería con distintos diámetros.

- Analizar el caudal en cada uno de los tramos del sistema

- Determinar las perdidas en la válvula y por fricción en cada uno de los tramos

-
 3. Marco Teórico

Un sistema de tuberías en paralelo está formado por un conjunto de tuberías, que nacen en un

mismo punto y terminan en otro.

El caudal total es la suma total de los caudales individuales de cada tubería, como lo muestra la

siguiente ecuación:

Ilustración 1, formula de caudal total. Fuente VíctorL, mecánica de fluidos, 1999

Régimen del fluido en las tuberías hidráulicas

Cuando un fluido circula por una tubería lo puede hacer en régimen laminar o en régimen

turbulento. La diferencia entre estos dos regímenes se encuentra en el comportamiento de las

partículas fluidas, que a su vez depende del balance entre las fuerzas de inercia y las fuerzas

viscosas o de rozamiento. El número de Reynolds es el parámetro que expresa la relación entre las

fuerzas de inercia y las viscosas en el interior de una corriente, por lo que el régimen hidráulico va

a depender de su valor.

La pérdida de carga total del sistema es igual a la perdida de carga de cada una de las tuberías

como lo muestra la siguiente ecuación:

 Ilustración 2, formula de perdida de carga total. Fuente VíctorL, mecánica de fluidos, 1999

Donde hfi y hmi son las perdidas primarias y secundarias de cada una de las tuberías del sistema

Se entiende por perdida de carga primaria a la perdida de carga producida por la tubería

Se entiende por perdida de carga secundaria (perdida de carga local), a la perdida de la carga

producida en algún accesorio que interrumpa la tubería.

Los accesorios pueden ser cuplas, niples, codos, llaves o válvulas

Se recomienda que esta pérdida sea considerada en los cálculos de la perdida de carga de tubería

Factor de fricción de Darcy Weisbach

El factor de fricción o coeficiente de resistencia de Darcy-Weisbach (𝒇) es un parámetro

adimensional que se utiliza en dinámica de fluidos para calcular la pérdida de carga en una tubería

debido a la fricción. El cálculo del factor de fricción y la influencia de dos parámetros (número de

Reynolds, 𝑹𝒆 y rugosidad relativa, 𝜺𝒓) depende del régimen de flujo.

 4. Materiales

1. Módulo de tubería en paralelo

Ilustración 3 módulo de tubería en paralelo. Fuente (propia)

2. Termómetro

Instrumento que sirve para medir la temperatura; los más popular constan de un bulbo de

vidrio que incluye un pequeño tubo capilar; este contiene mercurio que se dilata de acuerdo

a la temperatura y permite medirla sobre una escala graduada.

Ilustración 5 módulo de tubería en paralelo. https://definicion.de/termometro/

3. Pie de rey

Es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente pequeño provisto de un

nonio para medir con precisiones calibres, diámetros espesores y profundidades. También

se conoce en otros países de habla española como calibrador, calibre, venir.

Ilustración 6 módulo de tubería en paralelo. https://www.ecured.cu/Pie_de_Rey

4. Flexometro

Una cinta métrica un flexometro o simplemente metro es un instrumento de medida que

consiste en una cinta flexible graduada y que se puede enrollar haciendo que el trabajo sea

más fácil

Ilustración 7 módulo de tubería en paralelo. https://es.wikipedia.org/wiki/Cinta_m%C3%A9trica

5. Cronometro

El cronometro es un reloj cuya precisión ha sido comprobada y certificada por algún

instituto o centro de precisión

Ilustración 8, materiales utilizados en la práctica. https://en.wikipedia.org/wiki/Stopwatch)

6. Caja de muestras de tuberías

Son las muestras de diferente diámetro que vamos a trabajar en nuestra práctica de

laboratorio

7. materiales utilizados

Ilustración 9, materiales utilizados en la práctica. Fuente Ing novoa

5. Metodología
Módulo de tubería en paralelo

En esta estación de bombeo para los sistemas de tubería en serie, paralelo, ramificadas, y golpe

de ariete, verificamos que todas las válvulas estén cerradas menos la válvula A que controla los

módulos de tubería en paralelo.

Se prende la motobomba, y se verifica que el manómetro este marcando la presión, se registra la

presión.

Ilustración 10 Válvulas y manómetro Fuente (Ingeniero A. Novoa)

Se verifica que las válvulas 1 y 2 de las tuberías en serie se encuentran cerradas y la válvula 3 del

tubo inferior se encuentre completamente abierta

También se verifica que la válvula 6 al final de tuberías en paralelo este completamente abierta y

las válvulas 4 y 5 se encuentren cerradas

Ilustración 11, módulo de tuberías en serie y paralelo. Fuente ing novoa

Ilustración 12 Válvulas de control. Fuente ing novoa

El sistema de tuberías en paralelo está compuesto por tubería galvanizada: un primer tramo desde

la motobomba al sistema de tuberías en paralelo en una pulgada, este se divide en tres tramos: el

primero con un diámetro de tres cuartos de pulgada, el segundo en diámetros de una pulgada y el

tercero en diámetro de tres cuartos de pulgada y la salida del sistema en una pulgada haciendo

entrega del agua al tanque aforador

Ilustración 13 sistema de tubería en paralelo. Fuente ing novoa

Toma de datos.

Toma de longitudes y diámetros

Mida la longitud en cada tramo del módulo desde el manómetro de la motobomba y entre los

manómetros respectivamente por cada tramo, identifique el diámetro de la tubería y con el pie de

rey mida el diámetro interno apoyándose con la caja de muestras de niples de tubería.

Toma de presiones.

El módulo de tuberías en paralelo cuenta con un sistema de manómetro de mercurio abierto en U,

que nos permite tomar la presión en cada punto de interés de estudio, está compuesto por tubo de

control con seis entradas numeradas de arriba hacia abajo con su respectiva válvula que controla el

agua hacia el nanómetro de mercurio.

Cada válvula está conectada por medio de un racor y tubería e cobre a los ductos en paralelo los

cuales se deben identificar a que punto corresponden, tal como se muestra en la ilustración 6 y 7,

esta nomenclatura es importante tenerla clara para registrar los datos en la tabla 1

En el manómetro en el tubo izquierdo tome la lectura h1 (nivel inicial) y en tubo derecho tome la

lectura h2 (nivel final) la diferencia de las dos lecturas nos da la lectura de manómetro de mercurio

(H = h2 -h1), ver ilustración 8, este procedimiento se repite en los seis puntos del módulo de

tuberías en paralelo

Ilustración 14, Manómetro de Mercurio. Fuente (propia)

Presión en el punto de interés.

Se ha tomado una lectura inicial Hi = h2 – h1 con la motobomba apagada, luego se prende la

motobomba y se toman las lecturas en cada uno de los seis puntos del sistema

Hf = h2 – h1 y se procede a calcular la lectura en cada punto Hp = Hf – Hi para determinar

finalmente la presión en cada punto Pp = γhg*Hp

Aforo del caudal.

El tanque aforador es un sistema de tres compartimientos, el primero recibe el agua de las tuberías

donde se presenta un flujo turbulento, la segunda es una cámara de aquietamiento y la tercera

cámara corresponde al tanque de aforo volumétrico, la separa con la segunda cámara un vertedero

triangular 90° de cresta delgada y cuenta con una escala la cual 1 cm equivale a un litro.

Los compartimientos dos y tres cuentan con sus respectivos tapones para evacuar el agua a la

tubería de drenaje que lleva el agua al tanque de almacenamiento para recircular el fluido.

Ilustración 15 Tanque de Aforo. Fuente ing novoa

Con el cronometro tome los tiempos parciales en segundo, cada cinco (5) litros, (1 cm equivale

a un litro). Ponga a funcionar el cronometro en un nivel inferior a 4 cm y a partir de este valor tome

lecturas cada 5 cm. Una vez termine de tomar los tiempos levante el tapón del tanque volumétrico

para evacuar el agua.

 6. Cálculos

Se realizan los cálculos correspondientes para obtener una mayor eficacia de

ingreso en los datos analizados y así poder realizar las diferentes operaciones en

Excel para dar por finalizada nuestra práctica.

Figura 16. Dato 1 a Excel.

Figura 17. Caudal 1 a Excel.

 Figura 18. Dato 2 a Excel.

Figura 19. Caudal 2 a Excel.

Figura 20. Dato 3 a Excel.

Figura 21. Caudal 3 a Excel.

Figura 22. Dato 4 a Excel.

 Figura 23. Caudal 4 a Excel.

Figura 24. Ingreso de dimensiones de tubería a Excel.

Para cada procedimiento de ensayo se realizó cálculos en hojas individuales las

cuales se determinó usar la ecuación de Darcy usando la función de velocidad da en la

práctica realizada.

Válvulas 3 a 90 grados, 6 a 90 grados.

Figura 25. Parámetros y lecturas iniciales, válvulas 3 a 90 grados, 6 a 90 grados.

 Figura 26. Tipo de ensayo, válvulas 3 a 90 grados, 6 a 90 grados.

Figura 27. Cálculos, válvulas 3 a 90 grados, 6 a 90 grados.

Figura 28. Cálculo Caudal y Velocidad, válvulas 3 a 90 grados, 6 a 90 grados.

Válvulas 3 a 90 grados, 6 a 45 grados.

Figura 29. Parámetros y lecturas iniciales, válvulas 3 a 90 grados, 6 a 45 grados.

Figura 31. Tipo de ensayo, válvulas 3 a 90 grados, 6 a 45 grados.

Figura 32. Cálculos, válvulas 3 a 90 grados, 6 a 45 grados.

 Figura 33. Tipo de ensayo, válvulas 3 a 45 grados, 6 a 45 grados.

Figura 34. Cálculos, válvulas 3 a 45 grados, 6 a 45 grado

 7. Conclusiones

Una vez realizado cada uno los cálculos se determina que se ha cumplido los

objetivos específicos de la práctica, esto, ya que se reconoció y se evaluó el impacto de

cada una de las válvulas y accesorios. Según las velocidades del flujo de las tuberías,

tanto como en las de 1” como en las de ¾”, en las cuales hubo un mínimo de 0.79 m/s

y un máximo de 2.39 m/s, se puede deducir que son las velocidades reales del ensayo

realizado en la universidad cooperativa de colombia

 8. Referencias

Salvador de las Heras,:las Heras, S. D. (2015). Fluidos, bombas e instalaciones

hidráulicas. Universitat Politècnica de Catalunya.

https://bbibliograficas.ucc.edu.co:4058/es/lc/ucc/titulos/52173. España

2015:Universitat Politècnica de Catalunya, .[ISBN 9788476538937, 9788476538012].

Obtenido de https://bbibliograficas.ucc.edu.co:4058/es/ereader/ucc/52173?

fs_q=hidraulica__canalesyfs_page=2yprev=fs
 TUBERIAS EN PARALELO

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Laboratorio Hidráulica Abril 2021 Ing. Alejandro Novoa