CUESTIONARIO DE ESTÁTICA Y DINÁMICA DE FLUIDOS

Capitulo 6

Sistemas de distribución. Flujo de fluidos en tuberías.

1. Cite los tipos de tuberías que se conocen- En serie- En paralelo- Ramificadas- En red

2. El sistema que se muestra en la figura a qué tipo corresponde y porqué?

Es un sistema en serie porque se dispone de tal forma que el fluido corra en una línea continua sin ramificaciones.

3. A qué sistema corresponde la gráfica

A un sistema de línea de tubería ramificada.

4. En qué consiste la fórmula de Darcy?

Sirve para calcular en un tubo las pérdidas por fricción. Se tiene que:

f: factor de fricción de Darcy- WeisbachL: Longitud del tubo.D. diámetro.V: velocidad media.g: aceleración de la gravedadQ. caudal.

5. Qué es el Número de Reynolds?El número de Reynolds, que es un grupo adimensional, viene dado por el cociente de las f de inercia por las fuerzas debidas a la viscosidad.Para tuberías circulares, en flujo a tubería llena:

Número de Reynolds RE=Vdpµ

y Vdv

=V (2 ro)v

V = velocidad media en m/segd = radio de la tubería en m, ro = radio de la tubería en mv =- viscosidad cinemática del fluido en m2 /segp = densidad del fluido en UTM/m3 o kg seg2/m4¡J. = viscosidad absoluta en kg seg/m2

6. Cuáles son las formulas q se han obtenido teóricamente para el flujo de tuberías? La ecuación de Poiseuille para flujo laminar y la ecuación universal de Darcy-Weisbach son ejemplos de ecuaciones deducidas teóricamente.

7. Cuáles son las formulas q se han obtenido empíricamente para el flujo de tuberías? Las fórmulas de Manning y Hazen-Williams, utilizadas para proyectar alcantarillas y conducciones forzadas, son ejemplos de ecuaciones obtenidas experimentalmente.

8. Qué fuerzas actúan en el flujo en tuberías?En el caso del flujo en tuberías actúan tres fuerzas: fuerzas de presión, fuerzas gravitacionales y fuerzas de fricción. Las dos primeras tratan de acelerar el flujo y las últimas tratan de frenarlo. En el caso del flujo uniforme existe un equilibrio entre las fuerzas de fricción, por un lado, y las fuerzas gravitacionales y de presión, por el otro.

9. Qué criterio se aplica en caso de tuberías en paralelo?

El caudal total Q se reparte entre todas las tuberías.

La presión al comienzo PA y al fin PB de cada rama es la misma para todas las ramas, luego la caída de altura de presión H, será también igual en todas las ramas.

10. Explique a que corresponde el flujo permanenteEl flujo permanente se produce cuando la descarga o caudal en cualquier sección transversal permanece constante.

11. Para qué sirve la formula de Ecuación de Poiseuille. En condiciones de flujo laminar, la ecuación de Poiseuille para la pérdida de carga hL

puede expresarse como:

donde hf = pérdida de carga, m. m = viscosidad dinámica del fluido, N/m2. L = longitud de la tubería, m. V = velocidad, m/s.

r = densidad del fluido, kg/m3.g = aceleración de la gravedad (9.81m/s2)D = diámetro de la tubería, m.n = viscosidad cinemática del fluido, m2/s.La expresión correspondiente para el caudal Q es:

Donde Q = caudal (m3/s)

12. Para qué sirve la formula de Darcy-Weisbach.Para determinar la pérdida de carga por rozamiento en conducciones a partir de los resultados de experimentos efectuados con diversas tuberías. La fórmula ahora conocida como ecuación de Darcy-Weisbach para tuberías circulares es:

En términos de caudal, la ecuación se transforma en:

Donde hf = pérdida de carga, m.f = coeficiente de rozamiento (en muchas partes del mundo se usa l para este coeficiente).L = longitud de la tubería, m.V = velocidad media, m/s.D = diámetro de la tubería, m.g = aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)Q = caudal, m3/s

13. Cuáles son los cuatro tipos de energía q puede tener un fluido

Un fluido en movimiento puede tener cuatro clases de energía: energía estática o de presión Ep, energía cinética Ev, energía potencial Eq y energía interna o térmica Ei. Si Em

representa la energía mecánica transferida al fluido (+) o desde él (-), por ejemplo mediante una bomba, ventilador o turbina, y Eh representa la energía térmica transferida al fluido (+) o desde él (-)Esta condición se presenta cuando el ancho de la compuerta coincide con el ancho del canal, dejando el orificio entre el piso del canal y la parte inferior de la compuerta

14. ¿Qué es la perdida de energía? También es llamada pérdida de carga, y es la pérdida de energía que experimentan los líquidos que fluyen en tuberías y canales abiertos. La energía necesaria para vencer los efectos del rozamiento en el flujo turbulento es la pérdida de carga. Las pérdidas de energía localizadas en las turbulencias incluidas por las piezas especiales y los accesorios que se utilizan en tuberías y canales son también pérdidas de carga. La pérdida de carga se representa habitualmente por el símbolo hL

15. Que es la línea piezométricaLínea piezométrica como muestra la figura 1, es la línea que une los puntos hasta los que el líquido podría ascender si se insertan tubos piezométricos en distintos lugares a lo largo de la tubería o canal abierto. Es una medida de la altura de presión hidrostática disponible en dichos puntos