MECANICA DE FLUIDOS II

FLUJO EN TUBERIAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO E.P. ING. CIVIL

Docente: Ing. Nancy Zevallos Quispe

TUBERIAS

Ing. Nancy Zevallos Quispe

Ing. Nancy Zevallos Quispe

TUBERIAS EN SERIE Se habla de tuberías en serie cuando se quiere llevar el fluido de un punto a otro punto por un solo camino.

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TUBERIAS EN SERIE En este caso se cumplen las leyes siguientes: • Los caudales son los mismos para cada uno

de los tramos de tubería. • Las pérdidas de carga de cada una de las

secciones se suman.

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TUBERIAS EN SERIE se pueden resolver diversos tipos de problemas, los más comunes son el cálculo del caudal en un sistema de tuberías dado, el cálculo del tamaño requerido de tubería para manejar un caudal dado y el cálculo de la potencia necesaria de una bomba o altura piezométrica requerida para manejar un caudal dado en una tubería dada

Ing. Nancy Zevallos Quispe

TUBERIAS EN SERIE

Los problemas de categoría 1 son directos y se aplican en el cálculo de la potencia de una bomba, los problemas de categoría 2 y 3 en cambio requieren de un proceso iterativo cuando se utiliza el diagrama de Moody.

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TUBERIAS EN PARALELO Se habla de tuberías paralelo cuando se establecen varios caminos para llevar el fluido de un punto a otro.

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TUBERIAS EN PARALELO En este caso se cumplen las leyes siguientes: • El caudal total será igual a la suma de los caudales

de cada rama • La pérdida de carga será la misma en cada una de

las ramas:

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TUBERIAS RAMIFICADAS Se habla de tuberías ramificadas cuando el fluido se lleva de un punto a varios puntos diferentes. Por ejemplo una red de tuberías de agua en una vivienda.

El método más común para el cálculo es el método de Hunter

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TUBERIAS RAMIFICADAS En este caso para cada nodo se cumple la ecuación de continuidad: El caudal que sale de un nodo debe ser igual a la suma de los caudales que salen de un nodo. En cada tramo, entre dos nodos, se cumple la ecuación de Bernoulli generalizada

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TUBERIAS RAMIFICADAS Ejemplo común

El problema más común para este tipo de configuraciones de tubería consiste en determinar la tubería y la potencia de la bomba en función de los caudales requeridos en los puntos 3 y 4.

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REDES DE TUBERIAS Se habla de redes de tuberías cuando el fluido se lleva de un punto hacia diversos puntos a través de varios caminos.

El cálculo de sistemas de tuberías de este tipo es laborioso y se hace por el método de aproximaciones sucesivas de Hardy Cross.

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VELOCIDADES LÍMITE ACONSEJADAS Velocidad mínima = 0,6 m/s Velocidades máximas: (L. Bonnet) Para D 150 mm, estos valores satisfacen a la expresión, sm 2 máx DV ⋅=

D = diámetro en metros.

D m 50 70 100 150 200 250 300 350 400 450 V m/s 0,60 0,70 0,75 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,25 1,30

D m 500 600 700 800 900 1000 1200 1600 2000 2600 V m/ s 1,4 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,2 2,5 2,7 3,0

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VELOCIDADES LÍMITE ACONSEJADAS Para sistemas de distribución de agua se usan velocidades entre 0,6 m/s y 3 m/s, esto ya que velocidades mayores producen ruido en la tubería y velocidades menores permiten que se produzcan depósitos que tienden a taparlas.

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PERDIDAS DE CARGA MENORES O LOCALIZADAS

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PERDIDAS DE CARGA FORMULA DE DARCY-WEISBACH

factor de fricción para Flujo laminar

factor de fricción para Flujo turbulento

Rugosidad relativa (D /ɛ) NR

Diagr. Moody

Para hL=Hf

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PERDIDAS DE CARGA FORMULA DE HAZEN- WILLIAMS

Para hL=Hf

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PERDIDAS DE CARGA

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EJERCICIOS Transformar la formula de Hazen-Williams en una del tipo de la de Darcy