MECANICA DE FLUIDOS II

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO E.P. ING. CIVIL

Docente: Ing. Nancy Zevallos Quispe

LINEA DE ENERGIA y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO

LINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO

Ing. Nancy Zevallos Quispe

Con frecuencia es conveniente representar de manera grfica el nivel de la energa mecnica, usando alturas, con la finalidad de facilitar la visualizacin de los diversos trminos de la ecuacin de Bernoulli.

LINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO

Ing. Nancy Zevallos Quispe

Cada trmino de esta ecuacin tiene las dimensiones de longitud y representa algn tipo de carga de un fluido fluyente.

LINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO

Ing. Nancy Zevallos Quispe

Es la carga de presin: representa la altura de una columna de fluido que produce la presin esttica P.

Es la carga de velocidad: representa la elevacin necesaria para que un fluido alcance la velocidad V durante una cada libre sin friccin.

Es la carga de elevacin: representa la energa potencial del fluido.

LINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO

Ing. Nancy Zevallos Quispe

Bernoulli en trminos de cargas: suma de las cargas de presin, de velocidad y de elevacin a lo largo de una lnea de corriente que es constante en el transcurso del flujo estacionario, cuando los efectos de la compresibilidad y de la friccin son despreciables

H es la carga total para el flujo.

LINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO

Ing. Nancy Zevallos Quispe

LINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO

Ing. Nancy Zevallos Quispe

Piezmetro: mide la presin esttica. el lquido sube hasta una altura de P/g por arriba del centro del tubo.

Tubo de Pitot: mide la presin esttica+ dinmica: el lquido sube hasta una altura de P/g + V2/2g por arriba del centro del tubo

LINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO

Ing. Nancy Zevallos Quispe

Lnea de gradiente hidrulico (LGH): lnea que representa la suma de las cargas de presin esttica y de elevacin,

Lnea de energa (LE): lnea que representa la carga total del fluido

La diferencia entre las alturas de la LE y la LGH es igual a la carga dinmica

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LE, LGH A LO LARGO DE UN TUBO

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LE, LGH

Para las masas en reposo, como los depsitos o los lagos, la LE y la LGH coinciden con la superficie libre del lquido. En estos casos, la elevacin z de la superficie libre representa tanto la LE como la LGH, porque la velocidad es cero y la presin esttica (manomtrica) es cero.

Ing. Nancy Zevallos Quispe

LINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO

Ing. Nancy Zevallos Quispe

LE, LGH

La LE siempre est a una distancia V2/2g arriba de la LGH. Estas dos lneas se aproximan entre s conforme disminuye la velocidad y divergen cuando sta aumenta. La altura de la LGH decrece cuando aumenta la velocidad y viceversa.

LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO Y ENERGIA

Ing. Nancy Zevallos Quispe

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LE, LGH

En un flujo idealizado del tipo de Bernoulli, la LE es horizontal y su altura se mantiene constante. ste tambin sera el caso para la LGH cuando la velocidad del flujo fuera constante

LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO Y ENERGIA

Ing. Nancy Zevallos Quispe

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LE, LGH

Para el flujo en canal abierto, la LGH coincide con la superficie libre del lquido y la LE est a una distancia V2/2g arriba de esa superficie libre.

LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO Y ENERGIA

Ing. Nancy Zevallos Quispe

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LE, LGH A la salida de un tubo, la carga de presin es cero (presin atmosfrica) y, donde, la LGH coincide con esa salida.

c

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LE, LGH

La prdida de energa mecnica debida a los efectos de friccin (conversin a energa trmica) hace que la LE y la LGH se inclinen hacia abajo en la direccin del flujo. La pendiente es una medida de la prdida de carga en el tubo. Un accesorio que genere efectos considerables de friccin, como una vlvula, causa una cada repentina tanto en la LE como en la LGH en ese lugar.

Ing. Nancy Zevallos Quispe

LE, LGH

Se tiene un salto excesivo en la LE y la LGH siempre que se aade energa mecnica al fluido (por medio de una bomba, por ejemplo). Del mismo modo ocurre una cada excesiva en la LE y la LGH siempre que se extrae energa mecnica del fluido (mediante una turbina, por ejemplo)

Ing. Nancy Zevallos Quispe

LE, LGH

LGH LE EN UN SISTEMA DE TUBERIAS

Ing. Nancy Zevallos Quispe

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LE, LGH

La presin (manomtrica) de un fluido es cero en los lugares en donde la LGH se interseca con el fluido. La presin en una seccin del flujo que est arriba de la LGH es negativa y la presin en una seccin que est abajo de la LGH es positiva. Por lo tanto, puede usarse un dibujo exacto de un sistema de tuberas y la LGH con la finalidad de determinar las regiones en donde la presin en el tubo sea negativa (por abajo de la presin atmosfrica).

LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO Y ENERGIA

Ing. Nancy Zevallos Quispe

LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO Y ENERGIA

Ing. Nancy Zevallos Quispe

MECANICA DE FLUIDOS IILINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICOLINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICOLINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICOLINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICOLINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICOLINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICOLINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICONmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10LINEA DE ENERGIA Y LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICONmero de diapositiva 12LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO Y ENERGIANmero de diapositiva 14LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO Y ENERGIANmero de diapositiva 16LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO Y ENERGIANmero de diapositiva 18Nmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21LGH LE EN UN SISTEMA DE TUBERIASNmero de diapositiva 23LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO Y ENERGIALINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO Y ENERGIA