CAPITULO I FLUJO EN SISTEMA DE TUBERAS

FLUJO EN SISTEMA DE TUBERAS

Ing. Edmundo Muico Casas

UNOVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERUFacultad de Ingeniera Mecnica

CAPITULO IFLUJO EN SISTEMA DE TUBERAS

1.1SISTEMA DE TUBERASEl mtodo ms comn para transportar un fluido de un punto a otro es impulsarlo a travs de un sistema de tuberas.Tuberas es un conducto cerrado de seccin transversal circular y dimetro interior constante.En nuestra sociedad industrializada es comn encontrar flujos en tuberas y ductos, as por ejemplo: el suministro de agua potable, el transportes de sustancias qumicas, la recirculacin del aceite hacia los motores de C I, sistemas de control automtico, sistema de calefaccin y aire acondicionado, el sistema de flujo cardiovascular y pulmonar, etc.

SISTEMA DE TUBERAS-Un sistema de tuberas est compuesto por elementos de tuberas y componentes secundarios.-Adems de los elementos y componentes pueden esta acompaados por mquinas que aumentan la energa en el sistema(Bombas) o quitan energa en el sistema (turbinas).

1.2FLUJO DE FLUIDOSEl flujo de fluidos es el movimiento de una sustancia (fluido) en ciertas direcciones o una sola direccion ante presencia de tension, sino hay tension no hay flujo.Los flujos de fluidos pueden ser estables o inestables, uniformes o no uniformes.El fluido puede ser incompresibles o compresibles.El material de la tubera puede ser elstica o inelstica, o tal vez viscoelstica.

1.2.1RGIMEN DE FLUJO Rgimen laminar El agua se desplaza en capas cilndricas concntricas al eje de la tubera.La velocidad decrece desde el eje a las paredes del tubo.El rozamiento se da entre las capas de agua entre si y entre la ms externa y la pared del tubo (velocidad mnima).

Rgimen turbulentoLas partculas de agua no siguen trayectorias definidas, entrecruzndose. Gran rozamiento de las molculas de agua contra las paredes del tubo.

El rgimen de un fluido en las tuberas se ve influenciado por:-Nmero de Reynolds (Re)

-Rugosidad relativa de la tubera (e) e = K/DK o = rugosidad absoluta (mm) (Tablas);D = dimetro interno de la tubera (mm).Estos variables estn configurados en el diagrama de MOODY.

1.3PERDIDAS EN SISTEMA DE TUBERASSon aquellas prdidas de presin debido a la friccin superficial y de forma, entre el fluido y el conducto, denominadas prdidas primarias y secundarias. Su clculo es en base a las frmulas de Darcy Weisbach o Hazen-Williams. Haremos uso la primera por ser de mayor exactitud para clculos de ingeniera. SEGN DARCY-WEISBACHPrdidas Primarias:

Donde: se determina mediante frmulas o el diagrama de Moody.

Prdidas Secundarias

K: se determina de tablas, segn las formas de los accesorios.

Generalizando: Hr = R.Q2

Segn Hazen- Williams:Las prdidas de rozamiento est dada por la siguiente ecuacin:Donde:n = 1.85;m= 4.87Rr:Factor de rozamiento, en el sistema SI est dado por:.

C =Coeficiente de rozamiento de Hazen-Williams se obtiene de tablas segn la aspereza del material de la tubera.Haciendo:

Entonces:

1.4TUBERIAS EQUIVALENTESUna tubera es equivalente a una o a varias tuberas, cuando transporta la misma cantidad de fluido bajo la misma prdida de presin total. Esto plantea al proyectista, el problema de determinar la prdida de carga en un conducto o un conjunto de ellos con dimetros, longitudes y coeficientes de rugosidad diferentes. Es decir que el proyectista debe remplazar el complejo sistema de tuberas por otro mas sencillo o por una tubera nica.Qe = QHre = HrLas comparaciones de tuberas simples, lleva siempre uno de los siguientes casos:1Primer caso: Tubera del mismo dimetro, pero con coeficiente de rugosidad y longitudes diferentes.Segn Haezen-Williams Segn Darcy-Weisbach

2Segundo caso: Tuberas con el mismo coeficiente de rugosidad, pero con dimetros y longitudes diferentes.Para este caso y para cualquiera de las frmulas se obtiene la siguiente expresin:

Donde:Para Hazen-Williams:n = 1,85 ; m = 4,87

Para Darcy-Weisbach:n = 2 ; m = 5

GRACIAS