7/16/2019 Perdidas Menores en Un Sistema de Tuberias
http://slidepdf.com/reader/full/perdidas-menores-en-un-sistema-de-tuberias 1/6
PERDIDAS MENORES EN UN SISTEMA DE TUBERIAS
I. INTRODUCCION:
Cuando en los sistemas de tuberías nos encontramos con codos, válvulas,
etc., usualmente es necesario tener en cuenta las pérdidas de altura através de estos accesorios, además de las pérdidas causadas por la fricción
en las tuberías. Estas pérdidas locales que se están produciendo en los
accesorios reciben el nombre de pérdidas menores los cuales influyen en
los cálculos de balance de energía del fluido en análisis.
II. OBJETIVOS:
Calcular el coeficiente de fricción K las cuales se producen por perdidas
menores que se producen en el ensanchamiento brusco de una tubería.
Verificar los cálculos teóricos del coeficiente de fricción k con un
software de simulación SOLIDWORKS FLOW SIMULATION 2011
III. FUNDAMENTO TEORICO:
Las pérdidas menores se calculan en base a la formula siguiente:
Donde k es un coeficiente cuyos valores son proporcionados por los
manuales con referencia a los distintos accesorios comerciales; es la
velocidad media calculada antes o después del accesorio según indique el
manual. Luego, se incluye estas perdidas Luego, se incluyen estas pérdidas
menores en la ecuación de Bernoulli modificada (o en la primera ley de la
termodinámica) junto con las pérdidas en la tubería, como se indicará mas
adelante.
Para el cálculo de perdidas menores no se hace distinción entre flujo
laminar y flujo turbulento.
Existe un caso importante de perdida menor en el cual se puede estimar la
perdida de altura utilizando métodos analíticos; es el caso del brusco
ensanchamiento de la tubería.
7/16/2019 Perdidas Menores en Un Sistema de Tuberias
http://slidepdf.com/reader/full/perdidas-menores-en-un-sistema-de-tuberias 2/6
Como se muestra en la FIGURA tenemos la formación de una vena fluida
cuya superficie no coincide con la tubería; entre esas dos superficies
tenemos una zona muerta ocupadas por remolinos que no participan del
movimiento general; la perdida de carga esta representada por la energía
que la vena fluida cede a los remolinos que a la vez la transforman en calor.
FIGURA: Brusco ensanchamiento de la tubería.
IV. ANALISIS ANALITICO DEL PROBLEMA BRUSCO ENSANCHAMIENTO
DE LA TUBERIA:
Escojamos el siguiente volumen de control alrededor de la región del flujo
suave de la tubería tal como0 se muestra en la siguiente FIGURA:
FIGURA: Volumen de control de la tubería.
Si no se tienen en cuenta los esfuerzos cortantes, la ecuación de
momentum l ineal para el volumen de control mencionado antes, se
convierte en:
Al remplazar , por mediante continuidad y luego de ordenar
términos se obtiene:
7/16/2019 Perdidas Menores en Un Sistema de Tuberias
http://slidepdf.com/reader/full/perdidas-menores-en-un-sistema-de-tuberias 3/6
Para calcular la pérdida de altura se escribe la primera ley de la
termodinámica para el volumen de control, utilizando la definición básica
de pérdida de altura. Así:
Al sustituir de la ecuación de la primera ley de la termodinámica
en la ecuación anterior puede establecerse el resultado final de como:
Para una contracción gradual o para una expansión gradual (véase la
figura 1 y 2 respectivamente), se dan las ecuaciones para el coeficiente de
factor de fricción K.
El coeficiente de fricción K se determina con la siguiente formula:
7/16/2019 Perdidas Menores en Un Sistema de Tuberias
http://slidepdf.com/reader/full/perdidas-menores-en-un-sistema-de-tuberias 4/6
V. RESULTADOS OBTENIDOS POR EL SOFTWARE DE SIMULACION:
Tabla de resultados obtenidos:
Radio de redondeo
interior (mm)
Presion de
entrada(MPa)
Velocidad de
salida (m/s)
Perdidas de
carga*g ( )
Coeficiente de
friccion(k)
0.0 60.000 466.086 57000.00 0.5260
0.2 46.896 417.499 43896.00 0.5036
0.5 54.100 469.174 51100.00 0.4643
1.0 54.030 469.006 51030.00 0.46391.5 52.494 470.298 49494.00 0.4475
1.6 51.850 469.794 48850.00 0.4270
Grafica del coeficiente de fricción (k) vs el radio (r):
7/16/2019 Perdidas Menores en Un Sistema de Tuberias
http://slidepdf.com/reader/full/perdidas-menores-en-un-sistema-de-tuberias 5/6
VI. CONCLUSIONES:
Con la ayuda del software de simulación pudimos verificar nuestros
cálculos conociendo solo los parámetros de salida de la tubería.
Haciendo un redondeo interior de diferentes radios r se logró encontrar como variaba el coeficiente de fricción k en la tubería determinando a si
a K como función de r (k(r)), la cual disminuye (k) a medida que
aumentamos dicho parámetro (r ).
Al haber una zona muerta donde se produce remolinos la cual es
causante de las perdidas locas estas disminuyen debido a que dicha
zona se va a reducir permitiendo el paso del fluido en forma laminar
beneficiando así el diseño de la tubería.
VII. BIBLIOGRAFIA:
SHAMES, Irving H. Mecánica de fluidos, 3ª Ed. Santafé de Bogotá. McGraw
Hill, 1998. 825
METODO ANALITICO PARA EL CALCULO DE PERDIDAS DE CARGA
EN TUBERIAS. M.VILLARRUBIA y L.JUTGLAR. Montajes e
Instalaciones. Noviembre 1.991.
7/16/2019 Perdidas Menores en Un Sistema de Tuberias
http://slidepdf.com/reader/full/perdidas-menores-en-un-sistema-de-tuberias 6/6
Top Related