Diseño y construcción de un banco de ensayo para el estudio de pérdidas de carga por fricción y singularidad

Abstract

En el presente trabajo se diseña, construye y evalúa un banco de pruebas hidráulico para el estudio de pérdidas de carga en elementos de un sistema de riego, el cual permitirá que los estudiantes internalicen los conceptos hidráulicos, para la elaboración de diseño de sistemas de redes a presión. El banco de pruebas está compuesto por una estructura de soporte, dos electrobombas centrífugas de 0,85 Hp, cinco líneas de conducción de agua (cada línea compuesta de diferentes singularidades para su respectiva evaluación), una válvula volumétrica y un recipiente de almacenamiento de agua con una capacidad de 350 l. El equipo de bombeo consta de accesorios que hacen posible la configuración en serie o en paralelo de la bomba, que brindan al banco de pruebas mayor presión o caudal, según los elementos a evaluar. El caudal de agua se mide con un caudalímetro electrónico de 1”. En la primera línea, se evalúa las pérdidas de carga por fricción en tuberías. En la segunda línea, se evalúa las pérdidas de carga en una válvula y las pérdidas de energía en una expansión y reducción con diferentes diámetros. En la tercera línea, se observa el comportamiento de válvulas hidráulicas con pilotos reductores y sostenedores de presión. En la cuarta línea, se evalúa la pérdida de carga en el Venturi y el filtro de anillos. En la quinta línea, se evalúa la presión en una red en paralelo y en serie, así como las pérdidas en singularidades como tees, codos y válvulas esféricas. En la evaluación de las tuberías, se calcula las pérdidas de carga teóricas mediante las fórmulas de Darcy-Weisbach, Hazen-Williams y Blasius y se compara con los resultados prácticos obtenidos con el banco de pruebas, de estas tres se elige la fórmula más adecuada utilizando la de equilibrio de NASH. En la evaluación de las singularidades, se determina la curva caudal vs pérdida de carga. El costo del banco de prueba es de S/. 5.500,00.