Mecanica de fluidos

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UNAH-VS. Mecánica De Fluidos. 1 Introducción. Una tubería o cañería es un conducto que cumple la función de transportar agua u otros fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. Los primeros sistemas de drenaje subterráneo se instalaron al inicio de la era Cristiana, pero este tipo de drenaje fue prácticamente olvidado en los siglos siguientes. Alrededor del año 1544 reaparecieron en Inglaterra sistemas de drenaje, cuando los holandeses comenzaron a exportar hacia ese país el saber de sus ingenieros, que eran reputados expertos en la construcción de sistemas de drenaje y diques. Seguido posteriormente por otros famosos ingenieros como Cornelius Vermuyden y JoosCroppenburgh. Poco más tarde se utilizaron tejas semicirculares a modo de drenes en Escocia y en la Europa continental. Estas tejas deben considerarse los predecesores de los tubos de drenaje de cerámica, de aquí su nombre. Seguidamente se utilizaron drenes b sencillos en forma de herradura, este tipo de drenes sobre placas planas, drenes en forma de D con base plana y finalmente tubos de sección circular. En 1840, la invención en Inglaterra del extrusor de tubos de cerámica favoreció la difusión del drenaje de tierras en Europa. Hace aproximadamente dos siglos, se introdujo el drenaje de tubería en los Estados Unidos de América. Durante el periodo siguiente, se colocaban a mano tubos de cerámica manufacturados mecánicamente y alrededor de 1960 se generalizo la instalación mecánica. La introducción de tuberías de drenaje de plástico perforado en la década de 1960 incremento la efectividad, eficiencia y economía de instalación. Se han hecho tuberías de drenaje con tablas (drenes de caja) y ladrillos; tubo de cerámica en forma de herradura y con sección circular; tubo de hormigón; tubo perforado de fibra bituminosa y tubería perforada de plástico liso y corrugado. Actualmente, se utilizan con frecuencia tuberías corrugadas aunque también tubos de Hormigón y de cerámica.

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Introducción.

Una tubería o cañería es un conducto que cumple la función de

transportar agua u otros fluidos. Se suele elaborar con materiales muy

diversos. Los primeros sistemas de drenaje subterráneo se instalaron al inicio

de la era Cristiana, pero este tipo de drenaje fue prácticamente olvidado en

los siglos siguientes. Alrededor del año 1544 reaparecieron en Inglaterra

sistemas de drenaje, cuando los holandeses comenzaron a exportar hacia ese

país el saber de sus ingenieros, que eran reputados expertos en la

construcción de sistemas de drenaje y diques. Seguido posteriormente por

otros famosos ingenieros como Cornelius Vermuyden y JoosCroppenburgh.

Poco más tarde se utilizaron tejas semicirculares a modo de drenes en

Escocia y en la Europa continental. Estas tejas deben considerarse los

predecesores de los tubos de drenaje de cerámica, de aquí su nombre.

Seguidamente se utilizaron drenes b sencillos en forma de herradura, este

tipo de drenes sobre placas planas, drenes en forma de D con base plana y

finalmente tubos de sección circular. En 1840, la invención en Inglaterra del

extrusor de tubos de cerámica favoreció la difusión del drenaje de tierras en

Europa. Hace aproximadamente dos siglos, se introdujo el drenaje de tubería

en los Estados Unidos de América. Durante el periodo siguiente, se colocaban

a mano tubos de cerámica manufacturados mecánicamente y alrededor de

1960 se generalizo la instalación mecánica. La introducción de tuberías de

drenaje de plástico perforado en la década de 1960 incremento la

efectividad, eficiencia y economía de instalación. Se han hecho tuberías de

drenaje con tablas (drenes de caja) y ladrillos; tubo de cerámica en forma de

herradura y con sección circular; tubo de hormigón; tubo perforado de

fibra bituminosa y tubería perforada de plástico liso y corrugado.

Actualmente, se utilizan con frecuencia tuberías corrugadas aunque también

tubos de Hormigón y de cerámica.

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Objetivos.

Conocer la información básica sobre tuberías y accesorios que

permitan desarrollar una representación grafica correcta.

Conocer los tipos de accesorios utilizados en tuberías.

Conocer las diferentes tipos de utilidades de las tuberías.

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Marco Conceptual.

Tuberías:

Las tuberías se emplean para la conducción de fluidos, normalmente están

formados por elementos unidos convenientemente, mediante uniones

apropiadas.

Las tuberías pueden estar constituidas por materiales diversos. La selección

del material como (acero inoxidable, hierro fundido, arcilla vitrificada, cobre

y plástico) depende esencialmente de los siguientes elementos: naturaleza

del fluido que pasa por la tubería, condiciones físicas (temperatura), presión,

y otras condiciones del fluido.

Tipos de Tuberías:

Tuberías De Acero.

Se utiliza para altas presiones y temperaturas, generalmente transporta agua,

vapor, aceites y gases. Esta tubería se especifican por el diámetro nominal, el

cual es siempre menor que el diámetro interior real de la tubería.

Esta se fabrica con un proceso de forja y barrenado. Este tipo de tubería se

utiliza por encima de los niveles de la tierra para muchas aplicaciones; es

recomendable en tipos de tubería cuando se encuentre en un ambiente muy

corrosivo o en una temperatura y presión muy elevada.

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Tuberías De Hierro Fundido.

Este tipo de tuberías se instala frecuentemente bajo tierra para transportar agua, gas y aguas negras (drenaje). Aunque también se utiliza para

conexiones de vapor a baja presión. Los acoplamientos de tuberías de hierro

fundido generalmente son del tipo de bridas o del tipo campana espigo.

El fierro fundido, para desagüe está ampliamente reconocido como uno de los mejores materiales para ser usado en evacuaciones extremas de fluidos

altamente nocivos. Su resistencia excede cualquier condición asociada a calor

extremo, corrosión, volumen de descarga y acidez.

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Aplicaciones como:

• Instalaciones de calefacción.

• Instalaciones de aire acondicionado.

• Instalaciones de aire comprimido.

• Instalaciones de refrigeración.

• Instalaciones contra incendios

• Instalaciones de agua sanitaria fría y caliente

• Conducción de líquidos y gases en general

• Calderas

Tubería de Cobre.

Se usan en instalaciones sanitarias de calefacción en donde hay que tener en

cuenta la vibración y el desalineamiento como factores de diseño, por

ejemplo en diseño automotriz, hidráulico y neumático. El cobre tiene un

punto de fisión bajo; sin embargo, es resistente a la corrosión y tiene buenas

propiedades de transferencia de calor.

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Tuberías de Hormigón.

La tubería de Hormigón es resistente a la corrosión y se emplea en líneas de

alcantarillado. Es eficaz, económica y ecológica para redes hidráulicas que

trabajan en régimen libre o en baja presión. La experiencia en su utilización

es amplia ya que el uso del hormigón, como material de construcción, es muy

antiguo y ha tenido, a lo largo del tiempo muchas modificaciones, tanto en la

composición de los materiales utilizados para el hormigón, como en los

procedimientos constructivos.

Características Técnicas.

Resistencia característica mínima a compresión del hormigón

30 MPa

Absorción de agua máxima 6 % Mínimo contenido de cemento 300 kg/m3

Tipo de cemento utilizado SR Acero utilizado B-500-T

Recubrimiento mínimo del hormigón 30 mm Estanquidad frente al agua. Presión de prueba

0,5 kg/cm2

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Aplicaciones:

Saneamiento por gravedad o a baja presión.

Drenaje.

Sistemas de regadío.

Abastecimiento a baja presión.

Usos industriales específicos

Tuberías de Plástico.

Estas tuberías se usan extensamente en industria química debido a su

resistencia a la corrosión y a la acción de sustancias químicas. Son flexibles y

se instalan muy fácilmente pero no son recomendables para instalaciones en

donde haya calor o alta presión. La tubería de plástico esta hecho de cloruro

de polivinilo (PVC). Este se utiliza en construcciones residenciales para el

desperdicio de agua, es el más común utilizado en los hogares, debido a su

bajo costo y durabilidad.

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Aplicaciones de las tuberías de PVC:

Peso especifico 1,4 g/cm3 Resistencia a compresión 760 kg/cm2 Resistencia a la flexión 1097 kg/cm2 Módulo de elasticidad 28,100 kg/cm2

De acuerdo con las características de las tuberías de PVC estas se emplean en diversas instalaciones como: • Redes de agua potable • Sistemas de riego (aspersión, goteo) • Conducciones de fluidos químicos. • Conducciones de fluidos corrosivos. • Conducciones de fluidos ácidos y alcalinos. • Colectores de alcantarillado. • Protección de conductos eléctricos. • Protección de conductos telefónicos. • Línea de proceso industrial. Nota: No se permite el uso de tuberías de PVC en la conducción de gases.

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ACCESORIOS DE TUBERÍAS.

Los accesorios de tuberías son útiles para conectar, completar, modificar y

facilitar el tamaño de las tuberías. Dentro de estos tenemos las más comunes

que son:

Los codos y los curvados de 90° y 45°, se usa para cambiar

direcciones.

El curvo en “U”, que es utilizado para crear una vuelta de 180°

grados.

La cruz.

Te.

reducción y conexión universal.

Los grifos son dispositivos ubicados en los puntos de consumo. Por

lo que es importante su aspecto estético y funcional, por lo general

son cromados, es una llave que girando o deslizándose en su

alojamiento, abre o cierra una ranura pasante del codo de la

misma, dando paso a una cantidad variable de fluido.

Válvulas: Son dispositivos para interrumpir automáticamente el

suministro de agua así controlar y/o proteger parte de la red o

artefacto. Hay mucho tipos de válvulas, entre ellos tenemos:

1. Válvula de Compuerta.

2. Válvula Mariposa.

3. Válvula de Bola.

4. Válvulas en Y.

5. Válvulas de Aguja.

6. Válvula de Angulo.

7. Válvula Macho.

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Aspectos que Debemos tomar en cuenta al momento de comprar una

Válvula.

Ejemplos:

Tipo. Gama de tamaño. (Pulg)

Máxima presión. (psi)

Máxima Temperatura

(°F)

Material de construcción.

Bola. 1/8 - 42 Hasta 10,000 Max.

Hasta 500 criogénica.

Hierro, Acero.

Compuerta. ½ - 48 Hasta 2,500 Max.

Hasta 900 Aleaciones especiales.

Mariposa. ½ - 10 Hasta 2000 Max.

Hasta 700 Materiales para fundir o maquinar.

Macho 1 - 30 Hasta 2000 Max.

Hasta 600 Latón, Hiero, Acero.

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Conclusiones.

Es de suma importancia conocer los diferentes tipos de materiales de los

cuales se fabrica un instrumento o un elemento por el cual valla a transitar

un fluido. Las características del fluido determinaran que tipo de material se

debe utilizar para determinada condición del mismo.

El conocer el valor económico de las tuberías y accesorios permitirá

determinar que elemento es más conveniente para un sistema en específico.

Con ello se disminuirán los costos de fabricación.

Manejando la información sobre los diferentes tipos de elementos, bridas,

válvulas, etc., y conociendo los puntos antes mencionados podemos escoger

el más conveniente, eficiente, económico y versátil.

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Anexos.

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Bibliografía.

Libro Mecánica de Fluidos Aplicada Robertt Mott. 6ed

http://es.wikipedia.org/wiki/Tuberia.

www.metring.com

www.lavisa.net y www.lavisa.com.mx

http://www.buenastareas.com/ensayos/Tuberias/482708.html

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Tablas.