Análisis de las pérdidas de carga en flujo turbulento en un laboratorio universitario de mecánica de fluidos

• Dario A. Serrano ^[1] ; Fainer Y. Cerpa ^[1] ; Gail A. Gutiérrez ^[1]
  1. [1] Universidad de La Guajira

     Universidad de La Guajira

     Colombia

     
• Localización: Información tecnológica, ISSN-e 0718-0764, ISSN 0716-8756, Vol. 32, Nº. 4 (Agosto), 2021, págs. 3-12
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Analysis of turbulent tube flow head losses in a university fluid mechanics laboratory
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• Resumen
  • español

    El objetivo del presente estudio fue desarrollar una estrategia para desarrollar un tópico clave de la mecánica de fluidos universitaria usando un enfoque teórico-experimental-computacional. Este tópico abarcó conceptos de la ecuación ampliada de Bernoulli, específicamente la obtención de las pérdidas de carga en un sistema de tuberías bajo condiciones de flujo turbulento. El aporte de la estrategia computacional resultó apropiada debido a la reducción observable en los tediosos cálculos y la optimización de los tiempos de permanencia en el laboratorio y dedicación a las prácticas. El resultado más relevante es la verificación en un ambiente universitario de las tendencias predichas por la teoría y los resultados experimentales, cuando se correlacionan en un diagrama modificado de Moody: números de Reynolds, rugosidad relativa y factor de fricción de Darcy. Se concluye que la serie de pruebas realizadas permitieron exponer las ventajas y desventajas de llevar a cabo observaciones reales y mediciones controladas en un equipo experimental junto con el análisis teórico subyacente.

  • English

    The primary objective of this research study was to develop a strategy to examine a key topic of fluid mechanics for undergraduate education by using a theoretical-experimental-computational approach. The key topic examined covered topics from Bernoulli's extended equation, specifically, for calculating head losses in pipelines under turbulent flow conditions. The contribution of the computational approach was appropriate due to the observable reduction in both tedious calculations and optimization time for educational laboratory purposes. The most relevant result was the verification, in a university environment, of trends predicted by theory and experimental results. They correlated in a modified Moody diagram: the Reynolds number, relative roughness, and the Darcy friction factor. In conclusion, the test series showed the advantages and disadvantages of conducting real observations and controlled measurements while performing theoretical analyses.