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Diapo cap6 fluidos

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diapositivas de dinamica flujo de fluidos en tuberias

diapositivas de dinamica flujo de fluidos en tuberias

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  • 1. Cap 6. sistemas de distribucion, flujo de fluidos en tuberias
    GRUPO ‘E’
  • 2. Conceptos previos
  • 3.
  • 4. Conceptos previos
  • 5. Clasificación de los sistemas
  • 6.
  • 7. Ecuación de continuidad para tuberías
    Expresa la conservación de la masa del fluido a través de las distintas secciones de un tubo de corriente.
    Donde:
    ρ = Densidad del fluido, kg/m3
    A = Área de la sección transversal, m2
    V = Velocidad, m/s
    Q = Caudal, m3/s
  • 8. Ecuación de energía
    Un fluido en movimiento puede tener cuatro clases de energía: energía estática o de presión Ep, energía cinética Ev, energía potencial Eq y energía interna o térmica.
    Para un líquido incompresible, la expresión general anterior puede escribirse en la forma:
  • 9. Ecuación de energía
    En el caso de un fluido ideal (sin rozamiento) y si no hay transferencia de energía mecánica, ni térmica, la ecuación anterior se reduce a:
    Ecuación de la energía o ecuación de Bernoulli al flujo en una tubería alimentada desde un depósito:
  • 10.
  • 11. Ecuación de la energía entre los puntos 1 y 2, para bombas.
    El término pérdida de carga hL está implícito en todas las aplicaciones de la ecuación de la energía al flujo de fluidos
    Incluye la pérdida de carga por rozamiento hf y otras pérdidas de carga que ocurren en las discontinuidades geométricas del flujo, que se llaman pérdidas singulares.
  • 12. Ecuaciones para flujo en tuberías
    Para proyectar instalaciones de transportes de fluidos es preciso conocer:
  • 13. Ecuaciones para flujo en tuberías
  • 14. Ecuación de Poiseuille
    En el flujo laminar, las fuerzas de viscosidad predominan sobre las demás fuerzas, tales como la inercia.
    En condiciones de flujo laminar, la ecuación de Poiseuille para la pérdida de carga hL puede expresarse como:
  • 15. Ecuaciones para flujo en tuberías
    Donde:
    hf =      pérdida de carga, m.
    µ =       viscosidad dinámica del fluido, N/m2.
    L =       longitud de la tubería, m.
    V =       velocidad, m/s.
    r =       densidad del fluido, kg/m3.
    g =       aceleración de la gravedad (9.81m/s2)
    D =      diámetro de la tubería, m.
    v =       viscosidad cinemática del fluido, m2/s.
  • 16. Ecuación de Darcy-Weisbach
    Fórmula para determinar la pérdida de carga por rozamiento en conducciones a partir de los resultados de experimentos efectuados con diversas tuberías.
  • 17. Ecuación de Darcy-Weisbach
    Donde:
    hf = pérdida de carga, m.
    f = coeficiente de rozamiento ( en muchas partes del mundo se usa l para este coeficiente ).
    L =  longitud de la tubería, m.
    V =  velocidad media, m/s.
    D = diámetro de la tubería, m.
    g =  aceleración de la gravedad ( 9.81 m/s2 )
    Q =      caudal, m3/s
  • 18. Se ha comprobado que el valor de f varía con el número de Reynolds NR, la rugosidad y tamaño de la tubería y otros factores, y se los representa en diagramas de Moody
    Figura 6.- Diagrama de Moody para coeficiente de rozamiento en función de numero de Reynolds y rugosidad relativa
  • 19. Figura7.- Diagrama de Moody para la rugosidad relativa en función de diámetro y materiales del tubo
  • 20. Empleo de la ecuación de Darcy-Weisbach.
    Determinar el caudal que pasa por un tramo de 500 m de tubería de acero comercial, de 1 m de diámetro, si la pérdida de carga en el tramo es de 2 m.
    Solución
    1.Estimar el coeficiente de rozamiento, f. Se comienza adoptando un valor aproximado de f a partir de la figura 7, suponiendo que el flujo es totalmente turbulento.  f = 0.0105
    2. Calcular el caudal mediante la ecuación
  • 21. 3. Calcular la velocidad de flujo:
    Q = 2.15 m3/s
    V = Q/A
    V=2.74 m/s
  • 22. 4.     Calcular el número de Reynolds. Suponer que la temperatura es de 15 °C y la viscosidad cinemática 1.14x10-6 m2/s.
    5. Obtener un valor mas aproximado de f, entrando en la figura 6 con el número de Reynolds calculado en el paso 4 y la rugosidad relativa indicada en la figura 7.  f=0.115
    NR= VD / n
    NR = 2.4x106
  • 23. 6.   Repetir los pasos 2 a 4 con el nuevo valor de f. Los valores resultantes de caudal y número de Reynolds Son:               
                        Q = 2.05 m3/s
                        NR =2.3 x 106
    7.   Comprobar en la figura 6 el nuevo valor de f para el último número de Reynolds. Cuando la diferencia entre los dos valores consecutivos de f sea despreciable, el último caudal calculado en el paso 6 será correcto.
  • 24. Ecuación de Hazen-Williams
    Ha sido la más utilizada para conducciones de agua y tuberías de impulsión  de aguas residuales. La fórmula de Hazen-Williams es:
                  
    Donde
    V = velocidad, m/s.
    C= coeficiente de rugosidad ( C decrece al aumentar la rugosidad )
         R = radio hidráulico, m
         S = pendiente de la carga, m/m
  • 25. El término (0.001)-0.04, origina la constante 0.849 en la ecuación anterior.
    Sustituyendo el radio hidráulico R por D/4, la fórmula de Hazen-Williams escrita en términos de caudal Q resulta:
  • 26.
  • 27. GRACIASPOR SU ATENCION