Instituto Universitario «Santiago Mariño»Extensión-Porlamar

Asignatura: Operaciones Unitarias I

TRANSPORTE DE FLUIDOS «TUBERIAS»

Realizado Por:Robnelvic ZabalaC.I: 24.110.978

Ing. Química

DEFINICION de tubería• Es un conducto que cumple la función de transportar agua u

otros fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. Cuando el líquido transportado es petróleo, se utiliza el término oleoducto. Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza el término gasoducto. También es posible transportar mediante tuberías materiales que, si bien no son un fluido, se adecuan a este sistema: hormigón, cemento. cereales, documentos encapsulados, entre otros.

TUBERIAS INDUSTRIALESEs un sistema de conductos, utilizada para transportar los fluidos de un lugar a otro. Las tuberías con destinación industrial tienen una muy amplia aplicación, pues es por medio de ellas que se transportan todos lo fluidos para optimizar y no limitar los procesos industriales.

DATOS CARACTERISTICOS

Presión nominalLa presión de diseño no será menor que la presión a las condiciones más severas de

presión y temperatura externa o internamente, que se espere en operación

normal.

La condición más severa de presión y temperatura es aquella condición que resulte en el mayor espesor requerido y en la clasificación

más alta de los componentes del sistema de tuberías.

Tabla Nº 1 Reducción de Temperatura para Componentes sin Aislamiento

Componente T% Válvulas, tubería, uniones solapadas y accesorios soldados 5 Accesorios bridados 10 Bridas (en línea) 10 Bridas de uniones solapadas 15 Empaquetadura s (en uniones en línea) 10 Pernos (en uniones en línea) 20 Empaquetadura s (en casquetes de válvulas) 15 Pernos (en casquete de válvulas) 30

DATOS CARACTERISTICOSEspesor nominal

Es el grosor de la pared del tubo. El mínimo espesor de pared para

cualquier tubo sometido a presión interna o externa

El esfuerzo permisible para el material del tubo. Presión de

diseño, Diámetro de diseño del tubo

MATERIALES DE TUBERIA METALICAS

Hierro fundido• Utilizada en el servicio de

agua sobretodo cuando la tubería debe estar en

contacto con la tierra• Para la utilización en

redes de alcantarillado, los tubos, deben ser protegidos contra la

corrosión mediante por lo menos, un revestimiento

de cemento.

Acero• Su uso común es en el

transporte de agua, vapores, aceites, combustibles y gases.

• Se utiliza para altas temperaturas y presiones.

• El transporte de gas, petróleo y ácidos requiere de un acero resistente a la corrosión.

Cobre• Es un material ligero,

fácil de manipular y que suelda con facilidad.

• Además, sirve para las conducciones tanto de agua fría como de agua caliente.

MATERIALES DE TUBERIA NO METALICoS

CERÁMICA • Son lisas, con bajos coeficientes de fricción, impermeables y poco atacables por ácidos• Los tubos cerámicos son químicamente inertes logrando resistir los ataques químicos corrosivos de las aguas domésticas e industriales.

HORMIGÓN • se fabrican en moldes metálicos, empleando hormigones ricos en dosificación de cemento.• Los tubos pueden ser de hormigón simple o de hormigón armado.

POLIÉSTER • Se fabrican con resinas de poliéster, refuerzos de fibra de vidrio y cargas inertes con secciones de  400 a 1500mm.• Tienen una gran solidez y son muy flexibles, resistentes a la corrosión ,Se fabrican con 6 metros de longitud, permite conducir aguas con una amplia gamas de ph.

PVC • Son de poco peso (Peso específico 1.4 g/cm3).Son inertes a la corrosión por aguas y suelos agresivos. No favorecen el desarrollo de algas ni hongos.

ELEMENTOS DEL SISTEMA DE TUBERIA

Accesorios: Es el conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado forman las líneas estructurales de tuberías. • BRIDAS: Son accesorios para conectar tuberías con equipos (bombas,

intercambiadores de calor, calderas, tanques, etc.) o accesorios (codos, válvulas, etc.).

• Codos: Son accesorios de forma curva que se utilizan para cambiar la dirección del flujo de las líneas tantos grados como lo especifiquen los planos o dibujos de tuberías.

Tipos de codos: Los codos estándar, aquellos que vienen para la pre-fabricación de piezas de tuberías y que son fundidos en una sola pieza (45º,90º,180º).

• “T”: Son accesorios que se utilizan para efectuar fabricación en líneas de tubería.

• Reducción: Son accesorios de forma cónica que se utilizan para disminuir el volumen del fluido a través de las líneas de tuberías.

• Empaquetaduras: Accesorio utilizado para realizar sellados en juntas mecanizadas existentes en líneas de servicio o plantas en proceso.

• Tapones: Son accesorios utilizados para bloquear o impedir el pase o salida de fluidos en un momento determinado. Mayormente son utilizados en líneas de diámetros menores.

• Válvulas: Son accesorios que se utilizan para regular y controlar el fluido de una tubería.

Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son: Actuador: llamado accionador o motor, puede ser neumático, eléctrico o hidráulico Cuerpo de la válvula: esta provisto de un obturador o tapón,

los asientos del mismo y una serie de accesorios.

TIPOS DE VALVULAS

• Válvulas de compuerta: Esta válvula efectúa su cierre con un disco vertical plano o de forma especial, y que se mueve verticalmente al flujo del fluido. Presenta muy poca resistencia al flujo de fluido cuando esta en posición de apertura total. Se requiere mucha fuerza para accionarla.

• Válvulas de globo: es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que cierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería. Control preciso de la circulación. Gran caída de presión.

• Válvula de retención (CHECK): esta destinada a impedir una inversión de la circulación. La circulación del líquido en el sentido deseado abre la válvula; al invertirse la circulación, se cierra. La turbulencia y las presiones dentro de la válvula son muy bajas.

• Válvula de bola: son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto

TUBERIAS EN SERIE

Un sistema de tuberías en serie está formado por un conjunto de tuberías conectadas una a continuación de la otra y que comparten el mismo caudal. Las tuberías pueden o no tener diferente sección transversal. El caudal es el mismo en todas las tuberías:

TUBERIAS EN PARALELO

Un sistema de tuberías en paralelo está formado por un conjunto de tuberías que nacen en un mismo punto inicial y terminan en un único punto final. Para un sistema general de n tuberías en paralelo se verifica que:• El caudal total del sistema, es la suma de los caudales individuales

de cada una de las tuberías

TUBERIAS RAMIFICADAS

EJERCICIOSCalcule la potencia proporcionada a la bomba que se muestra en la figura si su eficiencia es del 76%. Se encuentra fluyendo alcohol metílico a 25ºC a una velocidad de 0.015 m3/s. La línea de succión es una tubería de acero estándar Calibre 40 de 4 pulg y de 15 metros de largo. La longitud total de la tubería de acero estándar Calibre 40 de 2 pulg y de 15 metros de largo en la línea de descarga es de 200 metros. Suponga que la entrada del deposito 1 es a traves de una entrada de orilla cuadrada y que los codos son estándar. La válvula es de globo completamente abierta.

Primero se escribe la ecuación de la energía

La cabeza total es:

Existen 6 perdidas de la energía total:

EJERCICIO 2Se esta proporcionando agua a 80ºF a una zanja de irrigación desde un deposito de almacenamiento elevado, como se muestra en la figura. Calcule la velocidad de flujo de volumen del agua en la zanja.

Escribir la ecuación de la energía:

Existen 4 perdidas de energía:

EJERCICIO 3Una línea de agua se va a instalar al green del séptimo hoyo de un campo de golf como se muestra en la figura. La alimentación es de una línea principal en el punto A donde la presión es de 80 lb/pulg 2 relativas. Con la finalidad de asegurar el funcionamiento adecuado de los aspersores en el green, la presión en el punto B debe ser de al menos 60 lb/pulg2 relativas. Determine el tamaño mas pequeño permisible de tubería estándar de acero Calibre 40 para alimentar 0.50 pies3/s de agua a 60ºF.

Nota: “Algunos datos fueron obtenidos por las tablas correspondientes a cada accesorio de la tuberia”