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Práctica 1 de las prácticas realizadas en el protocolo dado con sus pasos a seguir, Lecture notes of Material Engineering

López Aragón Luiz auditor del proyecto

Typology: Lecture notes

2024/2025

Uploaded on 01/30/2025

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ATITALAQUIA
LABORATORIO INTEGRAL I UNIDAD 1
PRÁCTICA 1: TRANSFERENCIA DE MOMENTUM
OBJETIVO
Implementar diversos sistemas de tubería para medir el caudal, el número de Reynolds,
perdida por fricción en la tubería, así como calcular el perímetro mojado y elaborar el perfil
de velocidades para cada caso.
INTRODUCCIÓN
Velocidad: El término cinemática indica la descripción cuantitativa del movimiento o
deformación del fluido. La velocidad de deformación depende de la distribución de
velocidades dentro del fluido. El vector velocidad v es un vector cuantitativo con tres
componentes cartesianas vx, vy, vz.
Flujo estacionario: es aquel en el que la velocidad es independiente del tiempo, mientras que
en un flujo no estacionario la velocidad depende explícitamente del tiempo.
Flujo laminar: las líneas de corriente son suaves y las componentes de la velocidad cambian
suavemente con la posición, y con el tiempo si el flujo no es estacionario.
Flujo turbulento: las líneas de corriente no son suaves, y la velocidad muestra cambios
aleatorios en tiempo y espacio.
Válvulas y accesorios: para flujo turbulento la pérdida por fricción en válvulas y otras
irregularidades se puede expresar por la longitud equivalente o por la altura cinética. Puesto
que el tamaño de las irregularidades es muy variado, los valores de K son relativamente más
constantes que los de Le/D. Los valores de k tienden a disminuir con el aumento en el tamaño
de la irregularidad.
Los fabricantes de válvulas, especialmente de válvulas de control, expresan la capacidad
de la válvula en términos de un coeficiente de flujo Cv, que da el flujo volumétrico a través
de la válvula en gal/min de agua a 60 °F con una caída de presión de 1 lbf/in2. Esto se
relaciona con K de la forma:
Cv = C1d2/√K
C1 = 29.9 K = pérdida de altura cinética.
d = diámetro de las conexiones de las válvulas en pulgadas.
Para codos y tuberías curvadas K = K* CReCOCf CRe = k* / k* + 0.2 (1 CRe, r/D=1)
Cf = f rugoso / f liso
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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ATITALAQUIA

LABORATORIO INTEGRAL I UNIDAD 1

PRÁCTICA 1: TRANSFERENCIA DE MOMENTUM

OBJETIVO

Implementar diversos sistemas de tubería para medir el caudal, el número de Reynolds, perdida por fricción en la tubería, así como calcular el perímetro mojado y elaborar el perfil de velocidades para cada caso.

INTRODUCCIÓN

Velocidad: El término cinemática indica la descripción cuantitativa del movimiento o deformación del fluido. La velocidad de deformación depende de la distribución de

velocidades dentro del fluido. El vector velocidad v es un vector cuantitativo con tres

componentes cartesianas vx, vy, vz.

Flujo estacionario : es aquel en el que la velocidad es independiente del tiempo, mientras que en un flujo no estacionario la velocidad depende explícitamente del tiempo.

Flujo laminar: las líneas de corriente son suaves y las componentes de la velocidad cambian suavemente con la posición, y con el tiempo si el flujo no es estacionario.

Flujo turbulento: las líneas de corriente no son suaves, y la velocidad muestra cambios aleatorios en tiempo y espacio.

Válvulas y accesorios : para flujo turbulento la pérdida por fricción en válvulas y otras irregularidades se puede expresar por la longitud equivalente o por la altura cinética. Puesto que el tamaño de las irregularidades es muy variado, los valores de K son relativamente más constantes que los de Le/D. Los valores de k tienden a disminuir con el aumento en el tamaño de la irregularidad.

Los fabricantes de válvulas, especialmente de válvulas de control, expresan la capacidad de la válvula en términos de un coeficiente de flujo Cv , que da el flujo volumétrico a través de la válvula en gal/min de agua a 60 °F con una caída de presión de 1 lbf/in^2. Esto se relaciona con K de la forma:

Cv = C 1 d^2 /√K

C 1 = 29.9 K = pérdida de altura cinética.

d = diámetro de las conexiones de las válvulas en pulgadas.

Para codos y tuberías curvadas K = K* C Re COCf CRe = k* / k* + 0.2 (1 – CRe, r/D=1)

C f = f rugoso / f liso

EQUIPO

 1 Bomba centrifuga de 0.5 HP (ya la tenemos en el laboratorio)  Un tubo PVC de 1 in (50 cm de longitud)  Un tubo PVC de ½ in (50 cm de longitud)  1 Válvula PVC de esfera de ½ in cementar (sin rosca)  1 válvula PVC de esfera de 1 in cementar (sin rosca)  Conexión “Tee” reducida al centro ½ in (1”- ½“ – 1”)  Conexión “Tee” de 1 in  Abrazaderas de ¾ in y 1 in (2 piezas c/u)  Codos de ½ “ y 1” (2 de c/u)  2 cubetas y una jarra de plástico  1 tubo sólido de madera o metálico de ½” de diámetro y 50 cm de longitud  1 tramo de 50 cm de largo de perfil tubular de  Cinta de aislar  1 probeta graduada de 1L.  1 cronómetro o celular con cronómetro.

DESARROLLO

 Armar el equipo como se muestra en la figura  Medir las diferencias de caudal de acuerdo al sistema armado y para una apertura de válvula de globo de ½ y ¼ , y ¾ l.

REPORTAR

 Todos los datos de diseño del sistema como son: volumen del depósito, longitud y diámetro de tuberías (plástica o metálica), características de la bomba en uso.  Anotar todos los datos de operación del sistema: caudal, tiempo, temperatura del fluido (agua).  Realizar los cálculos correspondientes para: medir el caudal, el número de Reynolds, perdida por fricción en la tubería, incluyendo codos y válvulas, así como calcular el perímetro mojado y elaborar el perfil de velocidades para cada caso.

Casos:

  1. Tubería circular de 1 in.
  2. Tubería circular de 1 in con cilindro sólido interno.
  3. Tubería circular de ½ in.
  4. Tubería perfil cuadrangular
  5. Tubería perfil cuadrangular con cilindro sólido interno.

Apertura de válvula de globo de ½, ¼ y ¾ , para cada caso.

 Anexar todas las operaciones de memoria de cálculo y resultados.  Conclusiones