Aplicaciones de La Ecuación de Hazen - Williams.
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MECÁNICA DE FLUIDOS Jennyffer Vanessa Abril Vanegas; Universidad Técnica de Machala; Facultad de Ingeniería Civil; Carrera de Ingeniería civil; Mecánica de Fluidos; Ciudad de Machala; Provincia de El Oro – Ecuador. jennyff[email protected] INTRODUCCIÓN. En este trabajo trataré de explicar y dar a conocer las múltiples aplicaciones que puede llegar a tener el uso de la ecuación de Hazen-Williams. El ingeniero civil debe tener la capacidad de poder llevar a cabo el diseño, planificación y ejecución de obras hidráulicas, captaciones sobre un río u vertiente de agua, sistemas hidráulicos, redes o instalaciones de abastecimiento de agua potable, es allí donde la ecuación de Hazen – Williams protagoniza un papel fundamental ya que esta permite calcular datos como perdidas de energía debido a la fricción que son parte principal para el diseño de cualquier obra mencionada anteriormente. Espero que este trabajo sea de gran aporte y así poder contribuir en el aprendizaje diario que nosotros como estudiantes de ingeniería civil debemos tener constantemente a lo largo del tiempo. OBJETIVO. Conocer las diferentes aplicaciones de la ecuación de Hazen- Williams, mediante una investigación en diversas fuentes de información y así poder demostrar que el estudio de esta ecuación es parte fundamental que todo ingeniero debe conocer y aprender. DESARROLLO. APLICACIONES DE LA ECUACIÓN DE HAZEN-WILLIAMS. ECUACIÓN DE HAZEN-WILLIAMS. La fórmula de Hazen – Williams es una de las más populares para el diseño y análisis de sistemas de agua. Su uso está limitado para: AUTOR(A): Jennyffer Vanessa Abril Vanegas APLICACIONES DE LA ECUACIÓN DE HAZEN-WILLIAMS
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este es un documento que trata sobre la formula de hazen wiliams espero y les sirva
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MECÁNICA DE FLUIDOS
Jennyffer Vanessa Abril Vanegas; Universidad Técnica de Machala; Facultad de Ingeniería Civil; Carrera de Ingeniería civil; Mecánica de Fluidos; Ciudad de Machala; Provincia de El Oro – Ecuador.
En este trabajo trataré de explicar y dar a conocer las múltiples aplicaciones que puede llegar a tener el uso de la ecuación de Hazen-Williams.
El ingeniero civil debe tener la capacidad de poder llevar a cabo el diseño, planificación y ejecución de obras hidráulicas, captaciones sobre un río u vertiente de agua, sistemas hidráulicos, redes o instalaciones de abastecimiento de agua potable, es allí donde la ecuación de Hazen – Williams protagoniza un papel fundamental ya que esta permite calcular datos como perdidas de energía debido a la fricción que son parte principal para el diseño de cualquier obra mencionada anteriormente.
Espero que este trabajo sea de gran aporte y así poder contribuir en el aprendizaje diario que nosotros como estudiantes de ingeniería civil debemos tener constantemente a lo largo del tiempo.
OBJETIVO.
Conocer las diferentes aplicaciones de la ecuación de Hazen-Williams, mediante una investigación en diversas fuentes de información y así poder demostrar que el estudio de esta ecuación es parte fundamental que todo ingeniero debe conocer y aprender.
DESARROLLO.
APLICACIONES DE LA ECUACIÓN DE HAZEN-WILLIAMS.
ECUACIÓN DE HAZEN-WILLIAMS.
La fórmula de Hazen – Williams es una de las más populares para el diseño y análisis de sistemas de agua. Su uso está limitado para:
El flujo de agua en conductos mayores de 2.0 pulg y menores de 6 pies de diámetro.
La velocidad de flujo no debe exceder los 10 pies/seg.. Fue desarrollada para agua a 60° F. El tratamiento a temperaturas mucho menores
o mayores podría dar como resultado algún error.
“Mott L. Robert., Mécanica de fluidos aplicada, Pearson, 252-253, México, 2006 (L., 2006)”
COMENTARIO: Estoy de acuerdo con la definición que da el libro de Robert Mott para la ecuación de Hazen Williams, el único inconveniente seria que este, da las restricciones que tiene la fórmula solo en unidades del sistema británico.
La fórmula de Hazen – Williams es muy utilizada para determinar la velocidad de flujo cuando se conoce las pérdidas de energía por unidad de longitud de conducto. Su uso se limita:
A tubería de 2 pulgadas y hasta 6 pies de diámetros. La velocidad no debe exceder los 10 pies/seg. Para tuberías de acero y hiero dúctil y de
5 pies/seg. Para tuberías de PVC.
AUTOR(A): Jennyffer Vanessa Abril Vanegas
APLICACIONES DE LA ECUACIÓN DE HAZEN-
WILLIAMS
MECÁNICA DE FLUIDOS“Jaramillo A. Jorge, Diseño Hidráulico Elevación de Aguas, 75-77, Machala, 2007 (JaramilloArias, 2007) “
COMENTARIO: La definición que nos brinda el libro publicado por el Ing. Jorge Jaramillo Arias profesor de la UTMACH sobre la ecuación de Hazen – Williams me parece más convincente ya que esta nos indica las restricciones para los diferentes tipos de materiales que están compuestas las tuberías.
La fórmula de Hazen – Williams para el sistema británico como el sistema internacional son:
SISTEMA BRITÁNICOSISTEMA INTERNACIONAL
(SI)V = 1.32 Ch R0.63 S0.54 V = 0.85 Ch R0.63 S0.54
De donde:V = velocidad promedio de flujo (pies/seg)Ch = Coeficiente de Hazen – Williams (adimensional)R = Radio hidráulico de conducto de flujo (pies)S = hL/LS = Pérdida de energía entre longitud del conducto (pie/pie)
De donde:V = velocidad promedio de flujo (m/seg)Ch = Coeficiente de Hazen – Williams (adimensional) R = Radio hidráulico de conducto de flujo (m)S = hL/LS = Pérdida de energía entre longitud del conducto (m/m)
El uso del radio hidráulico en la ecuación hace posible su aplicación tanto en secciones circulares como en secciones no circulares.
“Jaramillo A. Jorge, Diseño Hidráulico Elevación de Aguas, 75-77, Machala, 2007 (JaramilloArias, 2007) “
“Mott L. Robert., Mécanica de fluidos aplicada, Pearson, 252-253, México, 2006 (L., 2006)”
“Coronel T. Samuel., Hidraúlica, C.E.C.S.A., Continental, 160- 165, México, 2006”
COMENTARIO: Las formulas expuestas por los tres autores citados anteriormente n sus libros son excelentes ya que pueden ser usadas para secciones circulares como no circulares además de su uso en cualquier sistema sea este británico o internacional.
El coeficiente Ch depende únicamente de la condición de la superficie del tubo o conducto, en la siguiente tabla se dan los valores típicos. Los conductos más lisos tienen valores más altos de Ch en comparación con los más rugosos.
TIPO DE CONDUCTO PROMEDIO PARA CONDUCTOS LIMPIOS Y NUEVOS
VALOR DE DISEÑO
Acero, hierro dúctil o hierro fundido con cemento aplicado centrífugamente o revestimiento bituminoso.
150 140
Plástico, cobre, latón, vidrio. 140 130Acero o hierro fundido. 130 100Concreto. 120 100Acero corrugado. 60 60
AUTOR(A): Jennyffer Vanessa Abril Vanegas
MECÁNICA DE FLUIDOSLa tabla es fuente del libro de Robert L. Mott, da valores para el coeficiente de Hazen – Williams para diferentes tipos de conductos.
EJERCICIO DE APLICACIÓN.
EJEMPLO (5.7)
Las especificaciones dadas por cierta casa comercial para tubería de hierro dúctil (galvanizado) de 4 pulgadas es del 2% de pérdida de energía.
Calcular la velocidad de flujo.
Datos:
Diámetro nominal: 4 pulgadas.
D = 104.1 mm = 0.1041 m (del apéndice B4)
Ch = 140 para conductos usados.
S = hLL
S = 2100
= 0.02
De la ecuación:
V = 0.85 Ch R0.63 S0.54
V = 0.85 (140) (0.1041/4)0.63 (0.02)0.54
V = 1.44 m/seg.
“El ejercicio es fuente del libro de Jorge Jaramillo Arias del libro Diseño Hidráulico Elevación de Aguas pág. 77”.
CONCLUSIONES.
La fórmula o ecuación de Hazen - Williams fue un aporte gigantesco para el desarrollo hidráulico de la historia, debido a su versatilidad en su uso a las diversas secciones de tubería o conductos sean estas circulares o no, vale recalcar que esta ecuación tiene sus restricciones que en caso de hacer caso omiso pueden dar como resultado un valor erróneo.
Las aplicaciones de Hazen – Williams son muchísimas por lo cual podemos concluir que esta ecuación nos brinda una gran ayuda al poder calcular velocidades promedios que podrían ser datos usados en el diseño hidráulico de cualesquier obra en planeación y por su puesto su posterior ejecución.
BIBLIOGRAFÍA.
Trueba, C. S. (Ing.). En S. Trueba Coronel, Hidráulica, Edición primera. Editorial Continental. México C.E.C.S.A.
Rodríguez, D. H., En H. Rodríguez Díaz, Hidráulica Experimental, Edición primera. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería, Colombia 2001.
AUTOR(A): Jennyffer Vanessa Abril Vanegas
MECÁNICA DE FLUIDOS Simon, A. (Prof.). En A. L. Simon, Hidráulica Práctica, Edición primera, Editorial Limusa
S. A., México 1986. Jaramillo, A. J. (Ing. Mec.). En J. Jaramillo Arias, Diseño Hidráulico, Edición primera.
Machala-Ecuador 2007. Mott, R., En R. L. Mott, Mecánica de Fluidos Aplicada, Edición cuarta. Editorial Pearson,
México.
AUTOR(A): Jennyffer Vanessa Abril Vanegas
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