INSTITUTO POLITECNICO NACIONALEscuela Superior De Ingeniera Qumica E Industrias Extractivas

Practica No.1 Introduccin

Alumno: Nieva Hernndez Jaime Yair

Profesor:

Grupo: 2IV45

Equipo: 3

Fecha: 30-Abril-2015

Vlvula de globoLa vlvula de globo es adecuada para utilizarse en una amplia variedad de aplicaciones, desde el control de caudal hasta el control abierto-cerrado (On-Off).Cuando el tapn de la vlvula est en contacto firme con el asiento, la vlvula est cerrada. Cuando el tapn de la vlvula est alejado del asiento, la vlvula est abierta. Por lo tanto, el control de caudal est determinado no por el tamao de la abertura en el asiento de la vlvula, sino ms bien por el levantamiento del tapn de la vlvula (la distancia desde el tapn de la vlvula al asiento). Una caracterstica de este tipo de vlvula es que incluso si se utiliza en la posicin parcialmente abierta, hay pocas posibilidades de daos al asiento o al tapn por el fluido. En particular, el principal tipo de vlvula de globo utilizada para control de caudal es la vlvula de aguja.

Vlvula de Aguja(Needle valve)La vlvula de aguja es llamada as por el vstago cnico que hace de obturador sobre un orificio de pequeo dimetro en relacin el dimetro nominal de la vlvula.El desplazamiento del vstago, si es de rosca fina, es lento y el hecho de que hasta que no se gira un buen nmero de vueltas la seccin de paso del fluido es mnima, convierte esta vlvula en una buena reguladora de caudal, por su estabilidad, precisin y el diseo del obturador que facilita un buen sellado metlico, con poco desgate que evita la cavitacin a grandes presiones diferenciales.

Es posible encontrar diseos con la disposicin de los puertos de entrada y salida de la vlvula de forma angular, recta (90) o lineal (0).

Vlvulas Check o RetencinLas vlvulas Check o Vlvulas de retencin son utilizadas para no dejar regresar un fluido dentro de una lnea. Esto implica que cuando las bombas son cerradas para algn mantenimiento o simplemente la gravedad hace su labor de regresar los fluidos hacia abajo, esta vlvula se cierra instantneamente dejando pasar solo el flujo que corre hacia la direccin correcta. Por eso tambin se les llama vlvulas de no retorno. Obviamente que es una vlvula unidireccional y que debe de ser colocada correctamente para que realice su funcin usando el sentido de la circulacin del flujo que es correcta.Existen en materiales de acero al carbn fundido, forjado, acero inoxidable, bronce, hierro, fofo, PVC y CPVC.Las vlvulas Check pueden ser fabricadas con extremos bridados, roscados, socket Weld (SW), tipo oblea para que sean instaladas en poco espacio y con poco peso (tipo Waffer).

SIMBOLOGASMBOLOS PARA SEALAR LA UBICACIN DEL INSTRUMENTO

SmboloUbicacin del instrumento

Instrumento montado en campo

Instrumento montado en tablero

Instrumento montado detrs del tablero

SEALES

SmboloSignificadoSmboloSignificado

Lnea de proceso

Seal elctrica

Lnea de conexin al instrumento

Seal neumtica

AbreviaturaSignificado

WSSuministro de agua

SSSuministro de vapor

ASSuministro de aire

Simbologa Vlvulas

Vlvula de compuerta

Vlvula de globo

Vlvula de bola

Vlvula checkVlvula de control reductora de presin

Vlvula de diafragma

Vlvula de aguja

Vlvula de control de nivel operada por flotador

Bomba centrifuga

Reduccin de dimetro roscada

Codos

Tanque atmosfrico sin tapa

Tanque atmosfrico con tapa

Indicador de nivel conectado al tanque externamente

Indicador de presin montado en tablero

Indicador de presin montado detrs del tablero

Indicador de presin diferencial montado en tablero

Transmisor de presin diferencial montado en campo

Rotmetro montado en tablero y en campo

Placa de orificio conectada a un indicar de presin diferencial en tablero

Tubo Venturi conectado a un indicador de presin diferencial en tablero

Tubo pitot

Filtro de aire

Drenaje y lnea de recirculacin

Medidor magntico integrado a un transmisor electrnico y conectado a un indicador en tablero.

Bscula

Columna empacada

Bomba centrfugaLabomba centrfuga, tambin denominadabomba rotodinmica, es actualmente la mquina ms utilizada para bombear lquidos en general. Las bombas centrfugas son siempre rotativas y son un tipo debomba hidrulicaque transforma laenerga mecnicade un impulsor en energa cintica o de presin de un fluido incompresible.

Elfluidoentra por el centro del rodete, que dispone de unos labespara conducir el fluido, y por efecto de lafuerza centrfugaes impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba. Debido a la geometra del cuerpo, el fluido es conducido hacia las tuberas de salida o hacia el siguiente rodete. Son mquinas basadas en laEcuacin de Euler.Las Bombas Centrfugas se pueden clasificar de diferentes maneras: Por la direccin del flujo en: Radial, Axial y Mixto. Por la posicin del eje de rotacin o flecha en: Horizontales, Verticales e Inclinados. Por el diseo de la coraza (forma) en: Voluta y las de Turbina. Por el diseo de la mecnico coraza en: Axialmente Bipartidas y las Radialmente Bipartidas. Por la forma de succin en: Sencilla y Doble.

Partes de una bomba centrfugaCarcasa: Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la funcin de convertir la energa de velocidad impartidaal lquido por elimpulsor en energa de presin.Esto se lleva a cabo mediante reduccin de la velocidad por un aumento gradual del rea.Impulsores: Es el corazn de la bomba centrfuga. Recibe el lquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba.Anillos de desgaste: Cumplen la funcin de ser un elemento fcil y barato de remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando as la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos.

Estoperas, empaques y sellos: la funcin de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del lquido bombeado a travs del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba.Flecha: Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrfuga, transmitiendo adems el movimiento que imparte la flecha del motor.Cojinetes: Sirven de soportea la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relacin con laspartes estacionarias.Soportan las cargas radiales yaxiales existentes en la bomba.

Bases: Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella

Lechos empacadosEl lecho empacado es un sistema termodinmico compacto, atravesado por un flujo de gas. Este sistema termodinmico se conforma de partculas slidas, con propiedades fsicas y qumicas similares. La velocidad del flujo de gas que atraviesa el lecho define el tipo de lecho.Si la velocidad del aire es menor a la velocidad de arrastre o sustentacin, se lo denomina lecho empacado, porque sus partculas se mantienen en reposo.Si la velocidad del aire es mayor que la velocidad de arrastre, las partculas salen del reposo y el lecho se denomina lecho fluidizado.Clasificacin de los lechos empacados, por su conformacin estructuralLos lechos empacados se clasifican de acuerdo a las caractersticas fsicas en: Lechos empacados rellenos Lechos empacados porosos

FIGURA 1.1. Lecho empacado relleno

FIGURA 1.2. Lecho empacado poroso

Operaciones de separacin en lechos empacadosMtodos para obtener productos deshidratadosDeshidratacin es el mtodo de conservacin de los alimentos que consiste en reducir a menos del 13% su contenido interno de agua. Se conoce dos formas de secar el grano: Mtodos tradicionales Mtodos artificiales

El mtodo tradicional, est muy cerca a la desecacin natural, frutos secados al sol, por ejemplo.Mtodos Tradicionales De SecadoEn las zonas soleadas y de clima templado es frecuente ver productos alimenticios extendidos en los patios traseros, sobre esteras, piedras o colgando de los aleros de las viviendas. En los pases ms fros tambin resultan apropiadas las tcnicas tradicionales de secado cuando las condiciones climticas son adecuadas.Estos simples mtodos de secado tienen algunas ventajas: Prcticamente no requieren de ningn costo adicional, ya que no utilizan combustible. No necesitan estructuras permanentes, lo que permite que despus de la estacin de secado, el terreno quede disponible para la agricultura o para otros fines. Pero tambin tienen muchas limitaciones: La prdida de humedad puede no ser constante, ya que depende del clima. El secado es muy lento y a menudo el producto no llega a secarse completamente en un solo da, por lo que debe permanecer expuesto durante toda la noche para finalizar su secado al da siguiente. Esto aumenta el riesgo de deterioro, en especial debido al desarrollo de hongos. Los niveles finales de humedad que se alcanzan no son lo suficientemente bajos, lo que aumenta las posibilidades de deterioro del producto durante el almacenado. En otras ocasiones, el producto alcanza niveles de secado superiores a los lmites recomendables. El producto est expuesto a la contaminacin por el polvo y la suciedad y a la infestacin por insectos. Al permanecer a la intemperie puede ser daado o hurtado por las aves u otros animales. En el caso de cultivos a granel, como los cereales, se necesita mucho terreno para colocar el grano. Se requiere de mano de obra adicional para extender el grano, voltearlo y recogerlo cuando hay riesgo de lluvia. Los granos pueden adquirir un color oscuro y el nivel de ciertos nutrientes, particularmente las vitaminas, puede disminuir por la exposicin directa al sol (este riesgo es mayor en algunos productos que en otros). El simple secado al sol se aplica a una amplia gama de productos tales como el pescado, la carne, los cereales, las menestras, las frutas, los vegetales y las races comestibles.El mtodo artificial, se basa en la exposicin del producto a una corriente de aire caliente. Se llama liofilizacin o cro desecacin, a la deshidratacin al vaco de los alimentos. Los microorganismos no pueden desarrollarse en un medio sin agua. Adems, en estas condiciones, tampoco es posible la actividad enzimtica, y la mayor parte de las reacciones qumicas, se hacen mucho ms lentas de lo normal. Por eso, la deshidratacin es el mejor mtodo de conservacin para productos que deben ser almacenados por largos perodos. Para lograr una proteccin ptima, hay que eliminar casi en su mayor parte toda el agua. A continuacin, los alimentos se colocan en un envase perfectamente estanco, para que no absorban humedad del aire. Por ello, estos alimentos deben mantenerse en cajas hermticamente cerradas que, adems, estn aisladas del oxgeno, la luz, los insectos y los roedores.La deshidratacin, y sobre todo la liofilizacin, presentan adems, la ventaja de conservar, gran parte de las cualidades nutritivas del producto original.Las legumbres, los cereales, las frutas, la carne, el pescado y algunos otros alimentos, cuya humedad esta por el rango del 80%, deben desecarse hasta reducir el peso inicial a una quinta parte y el volumen a la mitad, aproximadamente. Los principales inconvenientes de esta tcnica son: el tiempo y la mano de obra, necesarios para rehidratar los alimentos. Adems, la reconstitucin del producto seco puede resultar difcil, pues slo absorber las dos terceras partes del contenido de agua original, lo que le confiere una textura dura y correosa.

Celda de presin diferencialEl transmisor de presin diferencial cuenta principalmente con un sistema de medicin mecnico (1), con un elemento de presin elstico (2), con un sensor dependiente del campo magntico (3) con un cuadro de procesamiento de seales (4) y caja con las partes de conexin para la electrnica. Un electroimn (5) acoplado al elemento de presin influencia el campo electromagntico del sensor HALL La seal resultante se amplifica a una seal saliente estndar mediante el cuadro de procesamiento de seales. Para la recalibracin, cero y tramo puede ser ajustadas mediante potencimetros (6) fcilmente accesibles. Identificacin de la presin entrante (+) alta presin y (-) baja presin

Montaje y funcionamiento La correcta conexin de presin debe realizarse mediante un anillo de sellado o arandela de sellado adecuados.El tubo de aspiracin que conecta debe limpiarse ntegramente antes de colocarlo en el transmisor.Los transmisores se encuentran inmediatamente listos para funcionar luego de efectuar las conexiones elctrica y de presin.No debe intentarse retirar un transmisor presurizado. El sistema de presin debe estar completamente ventilado, ya que el transmisor no podr aislarse. El remanente del medio de presin contenido en el elemento de presin puede ser peligroso o txico. Esto debe considerarse cuando se manipula y almacena el transmisor retirado.Preparativos para la medicin de presin Preparativos comprobados de medicin para diversos tipos de medios. Los preparativos recomendados para los instrumentos de medicin de presin se indican a continuacin.

ImpulsoresEl aire que entra en el local a climatizar, lo hace a travs de unos dispositivos denominados impulsores, encargados de facilitar la mezcla del aire que entra con la del propio local. Existen diferentes tipos en funcin de su forma constructiva y proyeccin del aire, estos son:Difusores de techo: Son unos elementos de forma circular ubicados en el techo, que llevan puestos unos conos concntricos para facilitar la salida del aire y su mezcla con el aire del local. Tambin se pueden construir con formas cuadrada, rectangular o elptica.Lineales: Se trata de aperturas o fisuras largas y estrechas, situadas en la pared, techo o suelo. Por las cuales sale aire. Generalmente sus longitudes coinciden con la del lugar donde estn ubicadas.Paneles perforados: Son neles decorativos que a la vez que hacen de falso techo, permiten pasar el aire acondicionado a travs de ellos, por los orificios previstos. Pueden estar construidos de diversos materiales, aislantes o no. El espacio situado por encima de ellos, sirve para alojar la red de conductos, que distribuyen el aire por los distintos paneles.Rejillas: Estn formadas por varias filas de lminas horizontales o verticales, de tipo fijo u orientables, de modo que canalizan y dirigen el aire impulsado. A veces provistas de compuertas de regulacin.Toberas: Son dispositivos que permiten lanzar el aire a distancias mucho mayores que las rejillas o difusores.

BombasLas bombas son dispositivos que suministran energa mecnica a un lquido para que este fluya, venciendo las fuerzas de friccin. La energa consumida por una bomba va a depender de las siguientes caractersticas: Altura a travs de la cual se eleva el fluido. Presin existente en el punto de descarga. Longitud y dimetro de la tubera. Velocidad de Flujo. Propiedades fsicas del fluido (densidad y viscosidad).

Los principales elementos de una bomba son: La tubera de aspiracin. El rodete. El rgano colector o voluta. La tubera de descarga. Dependiendo del tipo de bomba puede ser necesario de vlvulas de carga y descarga Dampeners de carga y de descarga estos van colocados en las lneas de flujo con el fin de dar un flujo continuo especialmente en las bombas de pistn

Puede necesitarse de una vlvula check de pie, filtros o coladera para no dejar pasar cuerpos extraos que pueden daar a la bomba.El cuerpo de la bomba comprende los orificios de aspiracin y de descarga y el recuperador que tiene por objeto transformar en presin una parte de la velocidad comunicada al lquido por el impulsor. Este tambin sirve para la fijacin de la misma en un bastidor que soporta las chumaceras y el grupo motriz.

Clasificacin de las Bombas

NPSHEs unacrnimodeNet Positive Suction Head, tambin conocido como ANPA (Altura Neta Positiva en la Aspiracin) y CNPA (Carga Neta Positiva en Aspiracin). Es la cada interna de presin que sufre un fluido cuando este ingresa al interior de una bomba centrfuga. Cuando el fluido ingresa a una bomba centrfuga, lo hace siempre por el centro del rodete impulsor, lugar en donde toma contacto con las paletas de dicho rodete para ser luego impulsado hacia la periferia de la bomba. Pero, al hacer contacto con dicha paletas, el fluido sufre lo que se denomina "Efecto de la Proa de Fuhrmann". Este efecto, establece que el fluido, que ya ha pasado por las prdidas de friccin y de accesorios del sistema de tuberas, an contina perdiendo presin esta vez dentro de la bomba centrfuga, al reacomodarse al contorno de la paleta, en cuya punta el fluido choca contra el extremo, se reacomoda rpidamente, aumenta su velocidad, y por ende disminuye su presin. Otro factor que determina esta cada de presin es el hecho de que el flujo ingresa al centro del rodete de forma axial, y se debe reorientar para seguir el contorno de las paletas.La NPSH es un parmetro importante en el diseo de un circuito debombeo: si la presin en el circuito es menor que la presin de vapor del lquido, ste entrar en algo parecido a laebullicin: se vaporiza, producindose el fenmeno decavitacin, que puede dificultar o impedir la circulacin de lquido, y causar daos en los elementos del circuito.En las instalaciones de bombeo se debe tener en cuenta la NPSH referida a la aspiracin de la bomba, distinguindose dos tipos de NPSH:

NPSH requerida: es la NPSH mnima que se necesita para evitar la cavitacin. Depende de las caractersticas de la bomba, por lo que es un dato que debe proporcionar el fabricante en sus curvas de operacin.

Dnde:Hzes la Altura mnima necesaria a la entrada delrodete, enm.c.l.(metros de columna de lquido). es la presin cintica correspondiente a la velocidad de entrada del lquido en la boca de aspiracin, en m.c.a. (para Va enm/s).

NPSH disponible: depende de las caractersticas de la instalacin y del lquido a bombear.

dondees elpeso especficodel lquido (N/m3).Paes la presin en el nivel de aspiracin, en PaHaes la altura geomtrica de aspiracin en m.c.l.hfes laprdida de cargaen la lnea de aspiracin, en m.c.l.Pves la presin de vapor del lquido a la temperatura de bombeo, en Pa

La NPSH disponible debe ser mayor que la NPSH requerida para evitar la cavitacin. Las causas ms frecuentes de que esta condicin no se cumpla son dos: Aumento de la prdida de carga en la lnea de aspiracin, bien por obstruccin de la tubera o filtro de aspiracin, bien por funcionamiento de la bomba con lavlvulade aspiracin semicerrada. Aumento de la presin de vapor del lquido al aumentar su temperatura, por ejemplo si el lquido a bombear se refrigera previamente, y esta refrigeracin falla.

Factor De Reynolds ModificadoSe considera un lecho poroso, al que est formado por partculas contiguas que dejan entre ellas huecos o espacios libres y a travs de ellos circula el fluido.La cantidad de espacio libre depende de las variables siguientes: Porosidad de la capa Dimetro de las partculas Esfericidad o forma de las partculas Orientacin o disposicin del empaquetado de las partculas Rugosidad de las partculasEs de inters aclarar la velocidad lineal real del fluido a travs de los huecos del lecho poroso, que se puede expresar en funcin de la velocidad lineal superficial (calculada como velocidad de flujo del fluido por la seccin transversal total no obstruida del lecho) y de los Parmetros ya mencionados (Brown etc.al., 1950).Tambin el nmero de Reynolds tiene modificaciones que toman en cuenta las caractersticas del lecho; en forma anloga hay que correr el coeficiente de roce.

Siendo:Dp: Dimetro de la partcula. Si tienen el mismo tamao, Dp es el tamao medio de tamizado. Para tamaos mixtos se aplica:

Mi: Fraccin de masa correspondiente a un tamao dado Di de partcula.

Di: Dimetro de las partculas, en cada una de las fracciones, segn tamaos tomados como valores medios aritmticos de las aberturas de tamices utilizados para aislar las partculas.

v: velocidad superficial, velocidad calculada, como si el tuba no contuviese partculas, m/s

Carga de una BombaHidrulica del sistema de bombeoAntes de determinar el tamao de un sistema de bombeo de agua, es necesario entender los conceptos bsicos que describen las condiciones hidrulicas de una obra. Como se mostr anteriormente, el tamao del sistema est en relacin directa con el producto de la Carga Dinmica Total (CDT) y el volumen diario necesario. Este producto se conoce como ciclo hidrulico. La carga dinmica total es la suma de la carga esttica (CE) y la carga dinmica (CD):CDT = CE + CD = Nivel esttico + abatimiento + altura de la descarga + friccinCarga estticaLa primera parte, la carga esttica, puede obtenerse con mediciones directas. Se trata de la distancia vertical que el agua se desplaza desde el nivel de abatimiento del pozo hasta la altura en que se descarga el agua. La carga esttica es entonces la suma del abatimiento, el nivel esttico y la altura de la descarga. Todos los pozos experimentan el fenmeno de abatimiento cuando se bombea agua. Es la distancia que baja el nivel del agua debido a la constante extraccin de agua. La Figura 16 muestra estos componentes hidrulicos que conforman la carga esttica.

Carga dinmica (Friccin)La carga dinmica, es el incremento en la presin causado por la resistencia al flujo al agua debido a la rugosidad de las tuberas y componentes como codos y vlvulas. Esta rugosidad depende del material usado en la fabricacin de las tuberas. Los tubos de acero producen una friccin diferente a la de los tubos de plstico PVC de similar tamao. Adems, el dimetro de los tubos influye en la friccin. Mientras ms estrechos, mayor resistencia producida.Para calcular la carga dinmica, es necesario encontrar la distancia que recorre el agua desde el punto en que el agua entra a la bomba hasta el punto de descarga, incluyendo las distancias horizontales, as como el material de la lnea de conduccin y su dimetro. Con esta informacin se puede estimar la carga dinmica de varias maneras.Valor por omisinLa carga dinmica es aproximadamente el 2% de la distancia de recorrido del agua. Por lo general el resultado es una estimacin conservadora si se asume que los sistemas de bombeo solar tpicos tienen flujos de menos de 1 L/s y las bombas recomendadas se conectan a tuberas de dimetro amplio.

Principales componentes hidrulicos de un sistema de bombeo de agua

Tablas de friccinExisten tablas publicadas por fabricantes que indican el porcentaje de friccin que debe aadirse en base al caudal, dimetro y material de las tuberas. Esta gua incluye en el Apndice unas tablas de friccin para tuberas de plstico PVC y acero galvanizado. Estas tablas proporcionan un valor ms cercano a la friccin verdadera.

Curva Caracterstica de una Bomba Centrfuga, en la que hemos anotado varios de sus componentes principales:

Curva Caracterstica de una Bomba Hidrulica

Obtencin del punto de trabajo de nuestra bomba

RotmetroEste consiste en un flotador cilndrico, ms denso que el fluido, colocado dentro de un tubo cnico vertical con el rea menor abajo y el rea mayor arriba. Al pasar el flujo de abajo hacia arriba levanta el flotador con lo cual la posicin de este ser proporcional al flujo. Para calcular la relacin entre la posicin del flotador y el flujo que pasa por el instrumento se aplica la ecuacin de Bernoulli entre el punto 1 ubicado debajo del flotador y el punto 2 ubicado encima del flotador:Obteniendo la siguiente ecuacin para el clculo del caudal en un rotmetro:

En esta ecuacin aparece un trmino cuadrtico entre el flujo (Q) y la posicin del flotador (x), sin embargo la calibracin de este instrumento es muy cercana a lo lineal ya que para valores prcticos de a y df predomina el trmino lineal. En la prctica los tubos no se construyen exactamente cnicos para eliminar la pequea no linealidad que aparece.

Principio de funcionamientoSu operacin est basada en el principio de rea variable, donde el flujo del fluido acta sobre un flotador en un tubo delgado, incrementando el rea de paso del fluido. Ante un aumento del flujo, la altura del flotador es incrementada, siendo directamente proporcional al flujo. El flotador se mueve de forma vertical en el tubo en proporcin, al flujo del fluido y al rea entre el flotador y las paredes del tubo, alcanzado una posicin de equilibrio entre la fuerza ejercida por el fluido y la fuerza gravitacional. Para satisfacer el equilibrio de fuerzas, el flotador del rotmetro asume distintas posiciones para cada flujo del fluido. El rotmetro es muy popular porque tiene una escala lineal, un gran rango de medicin y una baja cada depresin, es simple de instalar y mantener, puede ser construido con diversos materiales dependiendo del rango de presiones y temperaturas en la cual va a trabajar. El tubo puede ser de vidrio y el flotador de acero inoxidable para favorecer la resistencia a la corrosin. La escala del rotmetro puede ser calibrada para una lectura directa del flujo del lquido o aire.

CavitacinLa cavitacin es un fenmeno fsico, mediante el cual un lquido, en determinadas condiciones, pasa a estado gaseoso y unos instantes despus pasa nuevamente a estado lquido. Este fenmeno tiene dos fases:Fase 1. - Cambio de estado lquido a estado gaseoso.Fase 2. - Cambio de gaseoso a estado lquido.

Cundo puede haber cavitacin? La cavitacin es un fenmeno muy frecuente en sistemas hidrulicos donde se dan cambios bruscos de la velocidad del lquido.Ejemplos:En partes mvilesEn partes no mviles

Alabes de turbinasEstrangulamientos bruscos

Rodetes de bombasRegulacin mediante orificios

Hlices de barcosEn vlvulas reguladoras

Cundo aparece la cavitacin? Condiciones esenciales: Alta presin diferencial Baja contrapresin Alta velocidad del fluidoCmo puede evitarse la cavitacin?La cavitacin es un efecto fsico cuya aparicin depende de las condiciones de funcionamiento. Por tanto, cuando se proyecta una instalacin debe intentarse que no aparezca la cavitacin o que sus efectos sean los menores posibles.De cualquier manera la instalacin debe ser efectiva y para ello es necesario elegir las vlvulas apropiadas. Son aplicables los siguientes principios:Utilice las vlvulas de compuerta y mariposa solo para trabajar en posicin completamente abierta o cerrada y no en posiciones intermedias.Las vlvulas de paso anular son vlvulas de control, pero deben ser pero deben ser elegidas en funcin de condiciones de trabajo (ej. De corona de aletas o de cilindros ranurados).Para operar en condiciones extremas donde no podemos controlar la cavitacin ni con valvulas especiales, la regulacin debe hacerse paso a paso (ej. orificio para contrapresin) o mediante la la admisin de aire en el punto de regulacin.

Cabeza de la bombaLa energa proporcionada por una bomba a un sistema se expresa como la cabeza equivalente del lquido que est siendo bombeado y se conoce como la cabeza total de la bomba. La cabeza total es la diferencia entre la cabeza de energa total a la salida y la cabeza de energa total a la entrada. Por ejemplo, para la figura 1 se tiene

Si la diferencia entre las cabezas de velocidad a la entrada y la salida es despreciada,

Bombas en paraleloSi dos o ms bombas idnticas se conectan en paralelo, la cabeza a travs de cada bomba es igual y el caudal se distribuye por igual entre las bombas. La curva combinada H/Q se muestra en la figura 8a. Si la resistencia del sistema se dibuja sobre la curva combinada H/Q para la operacin en paralelo como se muestra en la figura 9a, se puede observar que el caudal no se ve incrementado en proporcin al nmero de bombas funcionando. Por ejemplo, en un sistema de tres bombas, dos bombas operando aportan ms de las dos terceras partes de la descarga de las tres bombas.Bombas en serieSi dos o ms bombas idnticas se conectan en serie, la descarga pasa a travs de cada bomba por turnos y soporta un incremento en la cabeza de HD/3 en cada bomba. Una curva H/Q combinada tpica se muestra en la figura 8b. La interaccin de este arreglo con el sistema se muestra en la figura 9b. Como en el caso de operacin en paralelo la descarga total no se incrementa proporcionalmente con el nmero de bombas. Las bombas en serie son ms adecuadas en sistemas con una curva de resistencia alta, por ejemplo, con alto contenido de friccin.

Tubo rectoEcuacin De Fanning y DarcyEn dinmica de fluidos, la ecuacin de Darcy-Weisbach es una ecuacin emprica que relaciona la prdida de carga hidrulica (o prdida de presin) debido a la friccin a lo largo de una tubera dada con la velocidad media del flujo del fluido. La ecuacin obtiene su nombre en honor al francs Henry Darcy y al alemn Julius Weisbach (ingenieros que proporcionaron las mayores aportaciones en el desarrollo de tal ecuacin).La ecuacin de Darcy-Weisbach contiene un factor adimensional, conocido como el factor de friccin de Darcy o de Darcy-Weisbach, el cual es cuatro veces el factor de friccin de FanningFORMULA EN FUNCIN AL CAUDAL La forma general de la ecuacin de Darcy-Weisbach es:

Siendo:= prdida de carga debida a la friccin. (m)= factor de friccin de Darcy. (adimensional)= longitud de la tubera. (m)= dimetro de la tubera. (m)= velocidad media del fluido. (m/s)= aceleracin de la gravedad 9,80665 m/s.2Ecuaciones empricas, principalmente laecuacin de Hazen-Williams, son ecuaciones que, en la mayora de los casos, eran significativamente ms fciles de calcular. No obstante, desde la llegada de las calculadoras la facilidad de clculo no es mayor problema, por lo que la ecuacin de Darcy-Weisbach es la preferida.Previo al desarrollo de la computacin otras aproximaciones como laecuacin emprica de Pronyeran preferibles debido a la naturaleza implcita del factor de rozamiento.La frmula de DarcyWeisbach puede ser escrita, en funcin del caudal, como:

La frmula de DarcyWeisbach puede ser re-escrita en el formato estndar de prdida de carga como:

o simplificando por el valor estandar depara elsistema internacional de unidades siendo:

Formula Estndar de la Perdida ce Carga La prdida de carga hidrulica o de energa en una conduccin forzada o tubera es igual a:

siendo:~ Prdida de carga o de energa en una tubera.~ Coeficiente en funcin del dimetro de tubera y de un factor de prdida adimensional (En algunos casos se considera el Nmero de Reynolds).~ Longitud de tubera.~ Caudal que circula por la tubera.~ Exponente que afecta al caudal. Usualmente este toma el valor de 2, como en la frmula de Darcy-Weisbach. En otros casos adquiere un valor fraccionario o decimal, como en la frmula de Hazen-Williams (lo que hace alusin a su origen estadstico).La frmula estndar de la prdida de carga hidrulica o de energa en una conduccin forzada debe ser re-escrita en la forma resumida:

Siendo:~ Prdida de Carga o de energa en una tubera~ Rugosidad hidrulica, cuyo valor est en funcin de la Longitud, el Dimetro de tubera y de un factor de prdida adimensional, segn diversos autores.~ Caudal que circula por la tubera.~ Exponente que afecta al caudal. Usualmente este toma el valor de 2, como en la frmula de Darcy-Weisbach. En otros casos adquiere un valor fraccionario o decimal, como en la frmula de Hazen-Williams.La expresin estndar presentada aqu, es una forma general de agrupar a casi todas las frmulas existentes para el clculo de la prdida de carga en una conduccin cerrada.Elteorema de Orosestablece una relacin de afinidad entre sistemas elctricos simples (circuitos de resistores en serie y paralelo, sistemas mixtos serie-paralelo y/o paralelo-serie) con los sistemas de tuberas en serie y paralelo, sistemas mixtos de tuberas serie-paralelo y/o paralelo-serie.La Prdida de carga, el Caudalcirculante por la tubera y la Rugosidad de las tuberas, estn relacionados entre s.FACTOR DE FRICCINEl factor de friccines adimensional y vara de acuerdo a los parmetros de la tubera (rugosidad y dimetro) y del tipo de flujo (nmero de Reynolds).

Para flujos laminaresComo consecuencia de laLey de Poiseuille,se relaciona con elnmero de Reynolds() como:

DIAGRAMA DE MOODYEl diagrama de Moody (1944), permite determinar el valor del factor de friccin f a partir de Re y K/D de forma directa. Como se muestra en la figura 3.9, es una representacin log - log del factor de friccin f frente al Re, tomando como parmetro K/D. Se distinguen cinco zonas, correspondientes a los distintos regmenes hidrulicos, correspondiendo al coeficiente de friccin f valores diferentes en cada caso.En el caso de que no se puede calcular Re por desconocer la velocidad (v), en abscisas en la parte superior del diagrama aparece el valor:

(expresin obtenida mediante un simple artilugio en la Darcy-Weisbach)Dicho diagrama se puede aplicar a cualquier lquido y a cualquier tipo de flujo.

Longitud equivalenteLa longitud equivalente en un sistema de tuberas se aplica para el clculo de prdidas en la tubera; por ejemplo si tienes un codo, una vlvula, o cualquier otro accesorio dentro del sistema de tuberas, en base a la tabla de longitud equivalente encuentras este dato para realizar tus clculos de manera simplificada.

La longitud equivalente corresponde a los metros de tubera que se colocaran en vez de un accesorio cualquiera; para cada accesorio se dan valores diferentes.Si tenemos una lnea de 50 m de tubera y en esta estn instaladas una vlvula y 4 codos de 90 en las tablas se encontrara que para X dimetro le corresponde una longitud equivalente para cada pieza, por ejemplopara un codo de 90 Leq.=0.3m, vlvula Leq=2.5 La longitud total para el clculo de prdidas ser =50+(4x0.30)+2.5=53.7m