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Profesora:
Marianela Fernández
LABORATORIO DE OPERACIONES
UNITARIAS I
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA BÁSICA
PÉRDIDAS DE CARGA POR FRICCIÓN
Objetivo General
Determinar las pérdidas de carga por
fricción en tuberías y accesorios para el
transporte de un fluido en fase líquida.
Determinar las pérdidas de carga por
fricción experimentales y teóricas de las
tuberías, válvulas y accesorios utilizados.
Comparar las pérdidas de carga por
fricción obtenidas experimentalmente
con las teóricas.
Objetivos Específicos
Caída de Presión
Un interés considerable en el análisis de flujo de
tuberías es el que causa la caída de presión, porque está
directamente relacionado con la potencia necesaria para
que una bomba mantenga el flujo.
Una caída de presión ocasionada por efectos viscosos
representa una perdida irreversible de presión.
2
2
prom
L
v
D
LfP
FricciónEs la fuerza de rozamiento que se opone al
movimiento. Se genera debido a las
imperfecciones, especialmente microscópicas,
entre las superficies en contacto. Se relaciona
con la caída de presión y las pérdidas de carga
durante el flujo.
Puede ocurrir debido a la forma o a la superficie
y es función de las propiedades del fluido:
viscosidad, la velocidad de circulación, diámetro
de la tubería y la rugosidad.
Pérdidas de Carga por Fricción
En el análisis de los sistemas de tuberías, las
pérdidas de presión comúnmente se expresan en
términos de la altura de la columna de fluido
equivalente llamada pérdida de carga.
Representa la altura adicional que el fluido
necesita para elevarse por medio de una bomba
con la finalidad de superar las pérdidas por
fricción en la tubería.
g
v
D
Lf
g
Ph
promLL
2
2
Pérdidas de Carga por Fricción
La pérdida de carga en una tubería es la
pérdida de energía dinámica del fluido debida a
la fricción de las partículas del fluido entre sí y
contra las paredes de la tubería que las
contiene.
La pérdida de carga se produce por la
viscosidad y se relaciona directamente con el
esfuerzo de corte de la pared del tubo.
Pérdidas de Carga por Fricción
Las perdidas de carga pueden ser continuas, a lo
largo de conductos regulares, o localizadas, debido
a circunstancias particulares, como un
estrechamiento, un cambio de dirección, la
presencia de una válvula, etc. Estas dependen de:
El estado de la tubería: tiempo en servicio,presencia de incrustaciones, corrosión, etc.
El material de la tubería Velocidad del fluido Longitud de la tubería Diámetro de la tubería
Pérdidas Menores (Accesorios)
El fluido en un sistema de tubería típico pasa a
través de varias uniones, válvulas, flexiones,
codos, ramificaciones T, entradas, salidas,
ensanchamientos y contracciones, además de
los tubos. Dichos componentes (accesorios)
interrumpen el flujo continuo del fluido y
provocan pérdidas adicionales debido al
fenómenos de separación y mezcla del flujo.
Pérdidas Menores (Accesorios)
En un sistema típico, con tubos largos, estas
pérdidas son menores en comparación con las
pérdidas de carga por fricción en los tubos y se
llaman pérdidas menores.
Las pérdidas menores se expresan en términos
del coeficiente de pérdida k o también llamado
coeficiente de resistencia.
g
vfLeq
g
Ph
promLL
2
2
g
vKh
prom
L2
2
Factor de Fricción
Factor de Fricción de Fanning (f)
Es una función del Número de Reynolds
(NRe) y la Rugosidad de la superficie interna
de la tubería. Esta función expresa la
relación entre la pérdida de cantidad de
movimiento y la carga de energía cinética. f=
f(Re,ε).
Factor de Fricción f(Re,ε)
Flujo Laminar
Es un patrón bien ordenado donde se supone que las capasde fluido se deslizan una sobre otra. NRe < 2000Flujo Turbulento
Este patrón se presenta si el número de Reynolds delsistema excede el valor crítico se generan fluctuacionesirregulares (turbulencias) en el flujo a lo largo de la longitudde la tubería.
NRe > 4000
Factor de Fricción
La influencia de ambos parámetros sobre f es
cuantitativamente distinta según las
características de la corriente.
Régimen laminar
Régimen de transición y turbulento
Re
64f
3/16
Re
102000010055.0
D
ef
Rugosidad Absoluta y Relativa
Rugosidad absoluta: es el conjunto de
irregularidades de diferentes formas y tamaños que
pueden encontrarse en el interior de los tubos
comerciales, cuyo valor medio se conoce como
rugosidad absoluta (K), y que puede definirse como
la variación media del radio interno de la tubería.
Rugosidad relativa: Es el cociente entre la
rugosidad absoluta y el diámetro de la tubería, la
influencia de la rugosidad absoluta depende del
tamaño del tubo.
Hoja de Toma de DatosExperiencia 1. Caídas de Presión para la Tubería de ½”, L=
∆H Venturi(in H2O)
Venturi Tubería ½”
H1 H2 H3 H4
Experiencia 2. Caídas de Presión para la Tubería de 1”, L=
∆H Venturi (in H2O)
Venturi Tubería ½”
H1 H2 H3 H4