SISTEMAS DE TUBERIA EN PARALELO

SISTEMA DE TUBERIAS EN PARALELO

Varias tuberías están conectadas en paralelo si el flujo original se ramifica en dos o mas tuberías que vuelven a unirse aguas abajo.-

Los sistemas de tuberías en paralelo son aquellos en los que hay mas de una trayectoria que el fluido puede recorrer para llegar de un punto de origen a otro de destino

EL FLUJO DE FLUIDO EN TUBERÍAS DE SISTEMA PARALELO

La situación ideal del flujo en una tubería se establece cuando las capas de fluido se mueven en forma paralela una a la otra.

Esto se denomina "flujo laminar". Las capas de fluido próximas a las paredes internas de la tubería se mueven lentamente, mientras que las cercanas al centro lo hacen rápidamente.

Es necesario dimensionar las tuberías de acuerdo al caudal que circulará por ellas, una tubería de diámetro reducido provocará elevadas velocidades de circulación y como consecuencia perdidas elevadas por fricción; una tubería de gran diámetro resultará costosa y difícil de instalar.

SISTEMA DE TUBERÍA EN PARALELO DE REDES ABIERTAS.• No existe un método especial, dado que se

conocen las demandas del flujo.

• Dada una cierta geometría, se deben calcular las presiones en los nodos

• Dadas estas presiones requeridas en los nodos, se debe diseñar la red

SISTEMA DE TUBERÍA EN PARALELO DE Redes cerradas.• Se emplea generalmente el método de Hardy −

Cross, el cual es un 0método iterativo, para una solución factible inicial.

• Para cada tubería, siempre existe una relación entre la pérdida de carga y el caudal, de la forma:

Donde: m: depende de la expresión utilizada para determinar la pérdida de carga. r: depende de la fórmula para expresar la pérdida de carga y de las características de la tubería, asociadas a pérdidas de carga singulares y generales.

Principios que rigen los sistemas de tuberías paralelosEl análisis de los sistemas de tuberías en paralelo requieren el uso de la ecuación general de la energía junto con las ecuaciones que relacionan las velocidades de flujo de volumen en las diferentes ramas del sistema y las expresiones para las cargas de energía a lo largo del sistema.Las siguientes ecuaciones establecen los principios que relacionan las velocidades de flujo de volumen y las perdidas de cabeza para sistemas paralelos con tres ramas tales como los que se indican en la fig.

Q1 = Q2 = Qa + Qb + QcCondición de continuidad para el flujo estable en un sistema en paralelo.

hL1-2 = ha = hb = hchL1-2 es la perdida de energía por unidad de fluido entre los puntos 1 y 2 de las líneas principales

La suma de la carga de presión, la carga de elevación y la carga de velocidad se denomina carga total E , y esta representa la energía contenida en cada unidad del fluido en un punto en particular en un sistema. Se tiene la ecuación de Bernoulli:

Como: y

Tenemos: E1 – hL = E2

Luego: hL = E1 – E2

Donde: hL es la perdida de carga entre los puntos 1 y 2.

En la figura cada unidad de fluido tiene la misma carga total en el punto donde el flujo se ramifica. Conforme el flujo avanza a través de las ramas, parte de la energía se pierde, pero en el punto donde el flujo se vuelve a unir la carga total de cada unidad de fluido debe ser otra vez la misma.

SISTEMAS CON DOS RAMAS:Un sistema paralelo de tubería común incluye dos ramas dispuestas con se muestra en la figura. La rama inferíor se agrega para evitar que parte del fluido pase a través del intercambiador de calor, permitiendo el flujo continuo mientras que se le da servicio al equipo. El análisis se este tipo de sistemas es relativamente simple y directo.

   

Las relaciones básicas que se aplican son :Q1 = Q2 = Qa + QbhL1-2 = ha = hbLos sistemas que tienen mas de dos ramas son mas complejos debido a que existen mas incógnitas que ecuaciones.

SISTEMAS CON TRES O MAS RAMAS : Cuando tres o mas ramas se presentan en un sistema de flujo de tubería, se le llama RED. Las redes son indeterminadas debido a que existen mas factores desconocidos que ecuaciones independientes que relacionen a estos factores, por ejemplo en la figura hay tres velocidades desconocidas, una en cada tubería.

Las ecuaciones disponibles para describir el sistema son:Q1 = Q2 = Qa + Qb + QchL1-2 = ha = hb = hcse requiere una tercera ecuación independiente para resolver en forma explicita las tres velocidades, y ninguna se tiene disponible.Entonces una forma de resolver el sistema es empleando un procedimiento fue desarrollado por Hardy Cross utilizado para la resolución de sistemas en paralelo.