calor
Páginas: 19 (4621 palabras)
Publicado: 2 de diciembre de 2013
Un sistema de tuberías en paralelo está formado por un conjunto de tuberías que nacen en un mismo punto inicial y terminan en un único punto final.
Para un sistema general de n tuberías en paralelo se verifica que:
El caudal total del sistema, es la suma de los caudales individuales de cada una de las tuberías (ecuación de continuidad)
La pérdida de carga total del sistema es iguala la pérdida de carga de cada una de las tuberías:
Donde y son las pérdidas primarias y secundarias en cada una de las tuberías del sistema.
Se entiende por perdida de carga primaria, a la perdida de carga producida en la tubería.
Se entiende por perdida de carga secundaria (perdida de carga local), a la perdida de carga producida en algún accesorio que interrumpe la tubería. Losaccesorios pueden ser cuplas, niples, codos, llaves o válvulas, "T", ampliaciones (gradual o brusca), reducciones (gradual o brusca), uniones, etc. Debido al valor de esta magnitud, se recomienda que esta perdida sea considerada en el cálculo de la perdida de carga de la tubería.
Ejemplo
Sistema de 3 tuberías en paralelo entre A y B
Cálculo y resolución
La resolución de estos sistemas,se basa en:
Considerando las perdidas de carga locales en accesorios (los cálculos son muy engorrosos)
NO considerando estas perdidas (se asume que estas corresponden a cierto porcentaje de la longitud de la tubería, de esta manera la longitud de la tubería es neta y mayor a la longitud real de la tubería)
En cualesquiera de los casos, se hace amplio uso del Teorema de Oros
La resolución desistemas de tuberías en paralelo, emplea formulas tales como la formula de Darcy-Weisbach (esta formula es la más completa, incluyendo todos los factores importantes de las tuberías). Otras formulas de naturaleza empírica son: fórmula de Manning, Hazen-Williams, Kutter y otras.
SISTEMAS DE BOMBEO
Contenidos Anterior - Siguiente Pág. 2 Pérdidas de carga en tuberías
2. PÉRDIDASDE CARGA EN TUBERÍAS
Antes de pasar a otros elementos de los sistemas de bombeo, se van a estudiar los cálculos básicos en las tuberías. Las principales variables que influyen en el diseño de un sistema de bombeo son la pérdida de carga, el caudal (o velocidad) y el diámetro. Los métodos de cálculo de tuberías permiten hallar una de ellas conocidas las otras dos. En este capítulo se verá en primerlugar el efecto del rozamiento del fluido en la tubería: pérdidas lineales. Después se estudiará la pérdida de carga en elementos singulares: codos, válvulas, etc. Se terminará con algunos ejemplos de cálculo de tuberías simples y de combinaciones en serie y en paralelo.
2.1 PÉRDIDAS LINEALES
Las pérdidas lineales son las producidas por el rozamiento del fluido con las paredes de la tubería. Enun tramo de tubería de sección constante, se plantea el equilibrio de las presiones con el esfuerzo cortante en la pared:
Figura 2.1 Equilibrio de fuerzas en un tramo de tubería
(2.1)
donde:
S área de la sección de la tubería.
Pr perímetro.
L longitud de la tubería.
Expresando la pérdida de presión en unidades de longitud, y considerando una sección circular:
(2.2)
2.1.1 FLUJOLAMINAR Y FLUJO TURBULENTO
El esfuerzo cortante tiene una dependencia fundamental del tipo de flujo: laminar o turbulento. En el caso de flujo laminar el factor dominante es la viscosidad. Las diferentes capas del fluido discurren sin mezclarse, ordenadamente. En el flujo turbulento, la fluctuación tridimensional de la velocidad de las partículas, es decir, la turbulencia, origina un fuerteintercambio de masa, cantidad de movimiento y energía en el fluido, lo que da unas características especiales a este tipo de flujo.
El número de Reynolds es un parámetro adimensional que expresa la relación entre las fuerzas viscosas y las de inercia:
(2.3)
donde:
Q caudal
V velocidad.
μ viscosidad absoluta.
ρ densidad.
v viscosidad cinemática.
Cuando Re < 2000 el flujo es normalmente...
Para un sistema general de n tuberías en paralelo se verifica que:
El caudal total del sistema, es la suma de los caudales individuales de cada una de las tuberías (ecuación de continuidad)
La pérdida de carga total del sistema es iguala la pérdida de carga de cada una de las tuberías:
Donde y son las pérdidas primarias y secundarias en cada una de las tuberías del sistema.
Se entiende por perdida de carga primaria, a la perdida de carga producida en la tubería.
Se entiende por perdida de carga secundaria (perdida de carga local), a la perdida de carga producida en algún accesorio que interrumpe la tubería. Losaccesorios pueden ser cuplas, niples, codos, llaves o válvulas, "T", ampliaciones (gradual o brusca), reducciones (gradual o brusca), uniones, etc. Debido al valor de esta magnitud, se recomienda que esta perdida sea considerada en el cálculo de la perdida de carga de la tubería.
Ejemplo
Sistema de 3 tuberías en paralelo entre A y B
Cálculo y resolución
La resolución de estos sistemas,se basa en:
Considerando las perdidas de carga locales en accesorios (los cálculos son muy engorrosos)
NO considerando estas perdidas (se asume que estas corresponden a cierto porcentaje de la longitud de la tubería, de esta manera la longitud de la tubería es neta y mayor a la longitud real de la tubería)
En cualesquiera de los casos, se hace amplio uso del Teorema de Oros
La resolución desistemas de tuberías en paralelo, emplea formulas tales como la formula de Darcy-Weisbach (esta formula es la más completa, incluyendo todos los factores importantes de las tuberías). Otras formulas de naturaleza empírica son: fórmula de Manning, Hazen-Williams, Kutter y otras.
SISTEMAS DE BOMBEO
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2. PÉRDIDASDE CARGA EN TUBERÍAS
Antes de pasar a otros elementos de los sistemas de bombeo, se van a estudiar los cálculos básicos en las tuberías. Las principales variables que influyen en el diseño de un sistema de bombeo son la pérdida de carga, el caudal (o velocidad) y el diámetro. Los métodos de cálculo de tuberías permiten hallar una de ellas conocidas las otras dos. En este capítulo se verá en primerlugar el efecto del rozamiento del fluido en la tubería: pérdidas lineales. Después se estudiará la pérdida de carga en elementos singulares: codos, válvulas, etc. Se terminará con algunos ejemplos de cálculo de tuberías simples y de combinaciones en serie y en paralelo.
2.1 PÉRDIDAS LINEALES
Las pérdidas lineales son las producidas por el rozamiento del fluido con las paredes de la tubería. Enun tramo de tubería de sección constante, se plantea el equilibrio de las presiones con el esfuerzo cortante en la pared:
Figura 2.1 Equilibrio de fuerzas en un tramo de tubería
(2.1)
donde:
S área de la sección de la tubería.
Pr perímetro.
L longitud de la tubería.
Expresando la pérdida de presión en unidades de longitud, y considerando una sección circular:
(2.2)
2.1.1 FLUJOLAMINAR Y FLUJO TURBULENTO
El esfuerzo cortante tiene una dependencia fundamental del tipo de flujo: laminar o turbulento. En el caso de flujo laminar el factor dominante es la viscosidad. Las diferentes capas del fluido discurren sin mezclarse, ordenadamente. En el flujo turbulento, la fluctuación tridimensional de la velocidad de las partículas, es decir, la turbulencia, origina un fuerteintercambio de masa, cantidad de movimiento y energía en el fluido, lo que da unas características especiales a este tipo de flujo.
El número de Reynolds es un parámetro adimensional que expresa la relación entre las fuerzas viscosas y las de inercia:
(2.3)
donde:
Q caudal
V velocidad.
μ viscosidad absoluta.
ρ densidad.
v viscosidad cinemática.
Cuando Re < 2000 el flujo es normalmente...
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