Redes de tuberías y pérdidas de presión

1. fabricación del sistema de tuberías (ver esquema y fotografía, Fig. 2)

1. Afijo (cinta o goma) un depósito de agua plástico pequeño para la superficie de trabajo. Si es un recipiente cubierto, perforar agujeros en la tapa de entrada y salida agua líneas y cable de alimentación de la bomba.
2. Montar la bomba sumergible pequeña en el depósito.
3. Monte el rotámetro (medidor de caudal de agua) verticalmente en el área de trabajo. Puede ayudar a correa el rotámetro a un pequeño haz vertical o soporte en L para mantenerlo vertical. Conecte un tubo de flujo de la salida de la bomba a la entrada del rotámetro (puerto menor).
4. Conectar compresión plástico tes a ambos extremos de un tramo de tubo de plástico rígido (recomendamos longitud L ~ 0,3 m, diámetro del tubo interno D ~ 6.4 mm). Monte el tes sobre abrazaderas de tubos. Conecte el tubo de goma de una salida (entrada) a la salida del rotámetro. Conecte el tubo de goma de otros t (salida) al depósito.
5. La construcción de una segunda Asamblea con dos accesorios tee montado. Envuelva una longitud de tubería enrollada helicoidalmente alrededor de un núcleo cilíndrico de plástico suave (recomendamos el tubo de cartón, R ~ 30 m m y ~ 5 tubos envolturas). Ataduras de cremallera o pinzas pueden ayudar a mantener la tubería en espiral. Instale los dos extremos libres del tubo los accesorios tee.
6. Construir una tercera Asamblea con dos accesorios tee montado. Conectar los codos cuatro (o más) con pequeños tramos de tubo de plástico rígido entre las tes. Utilizando múltiples codos amplifica la caída de presión de lectura, mejorar la exactitud de la medida.
7. Instalar tubos de plástico transparente rígidos (~0.6 m) a los puertos abiertos de las conexiones seis tee. Utilice un nivel para asegurarse de que los tubos son verticales. Estos tubos serán los manómetros (medidores de presión).
8. Llene el depósito con agua.

2. operación

1. Tubo recto: Encienda la bomba y ajuste la válvula del rotámetro para variar el caudal de agua. Para cada caso, registrar el flujo de agua y el nivel vertical del agua en cada tubo de manómetro. Registrar la caída de presión basada en la diferencia de niveles del manómetro (ecuación. 1).
2. En espiral de tubo: Conecte la entrada de la sección de prueba en espiral a la salida del rotámetro y la salida de la sección de prueba para el depósito. Como en el paso 2.1, registro el caudal y la presión cae por una serie de caudales.
3. Guarniciones de codo: Conecte el codo de montaje de la sección de la prueba para el rotámetro y el depósito. Recoge un conjunto de medidas presión y tasa de flujo, como en el paso 2.2.

3. Análisis

1. Para el caso de tubo recto, evaluar el número de Reynolds y factor de fricción f (ecuación. 2). Evaluar la Reynolds número y fricción factor incertidumbre (ecuación. 6). Aquí e_ΔP es la incertidumbre en las mediciones de presión (, es la incertidumbre en el nivel de manómetro), y e_U es la incertidumbre en la velocidad media del canal (de hoja de datos de rotámetro, con incertidumbre típica de 3-5% del rango). Para agua a temperatura ambiente (22° C), ρ = 998 kg m^-3 y μ = 0,001 kg m^-1 s^-1.
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2. Comparar los resultados de factor de fricción de paso 3.1 con los modelos analíticos (ecuación. 3).
3. Repita el paso 3.1 para el caso de tubo en espiral. Esta vez, restar el descenso de la presión prevista (Eqns. 2-3) para la parte recta de la sección de prueba de ΔP. Aquí asumimos que la incertidumbre en la corrección de presión recto de longitud es insignificante. Comparar factores de fricción medidos con los valores de la correlación (ecuación. 4).
4. Repita el paso 3.2 para el codo montaje caso. Restar el descenso de la presión prevista para los tramos rectos de tubería entre las guarniciones de codo para obtener una pérdida de presión corregido . Evaluar la longitud equivalente y la incertidumbre para cada codo. Aquí, N_e es el número de codos de tubo.
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5. Comparar el resultado de la longitud equivalente (L_e/D) con los típicos registrados valores (~ 30).