hidraulica

1. “AÑO DE LA PROMOCION DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE°
UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUÍS GONZAGA” DE ICA
FACULTAD DE INGENIERIA Y ELECTRICA
TRABAJO DE INVESTIGACION
CAUDAL Y SUS MEDICIONES
INTEGRANTES :
CANALES GOYZUETA FRANCIS
ANCHAYHUA CONDEÑA JULIO
GARCIA MONTES PETER
ICA - PERU
2014

2. CAUDAL:
•Es el volúmen de líquido desplazado por la bomba
en una unidad de tiempo.
•Se expresa generalmente en litros por segundo
(l/s), metros cúbicos por hora (m³/h), galones por
minuto (gpm), etc.
CONCEPTOS BASICOS

3. MEDIDOR DE CAUDAL
Es un dispositivo que, instalado en una tubería, permite conocer el flujo
volumétrico o caudal que está circulando por la misma, parámetro éste de
muchísima importancia en aquellos procesos que involucran el transporte de
un fluido. La mayoría de los medidores de caudal se basan en un cambio del
área de flujo, lo que provoca un cambio de presión que puede relacionarse
con el caudal a través de la ecuación de Bernoulli.
H
g
v
g
P
Z
nn
=++
2.
2
ρ

4. El Tubo de Pitot mide las presiones
dinámicas y con ésta se puede
encontrar la velocidad del fluido, hay
que anotar que con este equipo se
puede verificar la variación de la
velocidad del fluido con respecto al
radio de la tubería (perfil de velocidad
del fluido dentro de la tubería).

5. FLUJO LAMINAR
El régimen laminar se
caracteriza por un
movimiento ordenado
de las partículas de
fluido, existiendo unas
líneas de corriente y
trayectorias bien
definidas.
Mrsc. Ing. Luis Miranda Gutierrez

6. FLUJO TURBULENTO
En el régimen turbulento las partículas
presentan un movimiento caótico sin
que existan unas líneas de corriente ni
trayectorias definidas.

7. FLUJO PRINCIPAL REMOLINOS FLUJO
TURBULENTO
La transición del flujo laminar al turbulento y la
complejidad del flujo turbulento cuando el humo de un
cigarrillo asciende en aire muy tranquilo. Al principio,
sube con un movimiento laminar a lo largo de líneas de
corriente, pero al cabo de cierta distancia se hace inestable
y se forma un sistema de remolinos entrelazados.

8. HAY QUE TENER EN CUENTA QUE LA TURBULENCIA
NO ES UNA PROPIEDAD DEL FLUIDO, SINO DEL
FLUJO:
Irregularidad
Tridimensionalidad
Difusividad
Disipación
Altos números de Reynolds

9. FLUJO DE TRANSICION
Las transiciones entre los patrones de flujo no
ocurren de manera muy clara.
Ellas ocurren en un rango determinado por la
geometría, propiedades y parámetros del sistema.
Frecuentemente en estos flujos de transición, la
caída de presión y las características de
transferencia de calor cambian, lo cual puede ser
un factor de importancia para considerar al
momento de diseñar un sistema

10. Flujo de fluidos en tuberías
Tipos de flujo
•Coeficiente de fricción
•No. de Reynolds
•Rugosidad relativa
•Ec. Darcy
Pérdidas de carga
en accesorios
por fricciónFlujo internoFlujo externo
laminar turbulentoReynolds
Flujo de fluidos
< 2100>
¿caída de
presión?
¿diámetro
mínimo?
¿Caudal?
Flujo en tuberías
Situaciones de cálculo
tuberías

11. Datos necesarios para el calculo de
una conducción
• Longitud Total
• Desnivel
• Presión deseada en el extremo final
• Caudal a conducir
• Material de la tubería
• Topografía

12. Presión Estática y
Piezometrica
• PE: No Existe Circulación
• PP o PD: Existe Circulación
Linea piezometrica
Linea de carga estática
j
Hp
Hg
A
B
C
Circulación por gravedad

13. Donde:
• Hg= Altura Geométrica = Diferencia de cotas entre A y B
• J=Perdida de Carga ( J= 0 Hasta J=Hg)
• A=Suministro de Agua
• B=Válvula de regulación de salida
• C=Tubería
• Hp= Altura Piezometrica

14. Circulación impulsada
Linea de carga estática
Linea Piezometricaj
Hi
Hman
A
B
A=Equipo de bombeo
B=Deposito
Hi=Altura de impulsión =Hg
J= Perdida de carga
Hman=Altura Manométrica

15. Circulación por gravedad e impulsión
Hman
Hg
j
Hp
Hs
A
A= Equipo de bombeo
Hg=Altura geométrica
Hman= Altura manométrica
Hs= Altura Hidráulica de servicio o
presion de servicio.
Linea piezometrica por gravedad
Linea piezometrica por bombeo
Linea de carga estática

16. Diseño de la clase del tubo
• Las tuberías ha utilizarse en las conducciones deberán estar
dimensionadas en función del caudal a transportar y de la
presión que deberán soportar.
• El caudal establecerá el diámetro necesario
• Q= AxV donde V= Q/A
• Las velocidades permisibles en conducciones cerradas
Vmax=2 m/s.
Mrsc.Ing.LuisMirandaGutierrez

17. Método de trabajo
• Las presiones que actúan en los distintos puntos
de la conducción podrán hallarse fácilmente con
ayuda del plano de perfil, trazando paralelas a la
línea piezometrica o la línea de la carga estática,
a unas distancias equivalentes a las alturas que
corresponden a la presión de trabajo de la
tubería y que por intersección de esta
determinara las distintas zonas de presión y en
consecuencia , las clases y espesores de cada
tubería según el tramo.

18. Pérdidas de carga
Cuando un fluido fluye por una tubería, u otro dispositivo, tienen lugar
pérdidas de energía debido a factores tales como:
la fricción interna en el fluido debido a la viscosidad,
la presencia de accesorios. )(
2
21
2
2
2
121
ZZg
VVpp
−+
−
+
−
ρ
•La fricción en el fluido en movimiento es un componente importante de la
pérdida de energía en un conducto. Es proporcional a la energía cinética
del flujo y a la relación longitud/diámetro del conducto.
•En la mayor parte de los sistemas de flujo, la pérdida de energía primaria
se debe a la fricción de conducto. Los demás tipos de pérdidas son por lo
general comparativamente pequeñas, por ello estas pérdidas suelen ser
consideradas como “pérdidas menores”. Estas ocurren cuando hay
dispositivos que interfieren el flujo: valvulas, reductores, codos, etc.

19. Ecuación de energía
Pérdidas de carga
pTB ghghgZ
Vp
ghgZ
Vp
++++=+++ 2
2
22
1
2
11
22 ρρ
PTB ghghgZ
Vp
ghgZ
Vp
++++=+++ 2
2
22
1
2
11
22 ρρ
Mrsc. Ing. Luis Miranda Gutierrez
Turbina
Bomba
Flujo
2
1
hT
hb
hP
2
2
2
2
2 V
gZ
p
++
ρ
Ecuación de energía:
2
2
22
2
gZ
Vp
++
ρ
1
2
11
2
gZ
Vp
++
ρ
La energía perdida es la suma de:
hp = hf + ha

20. Pérdidas de carga por fricción
dm
dQ
uuzzg
VVpp
−−=−+
−
+
−
)()(
2
1221
2
2
2
121
ρ
Si consideramos un flujo permanente e incompresible en una tubería
horizontal de diámetro uniforme, la ecuación de energía aplicada al
V.C. Puede disponerse en la siguiente forma:
1 2
V.C.
0 0
V1, u1
ρ, p1
D ,z1
V2, u2
ρ, p2
D ,z2dm
dQ

21. Ecuación de Darcy
2
2
V
D
l
fhf =
Las variables influyentes que intervienen en el proceso son:
∆p caída de presión
V velocidad media de flujo
ρ densidad del fluido
µ viscosidad del fluido
D diámetro interno del conducto
L longitud del tramo considerado
e rugosidad de la tubería
(J/kg) o g
V
D
l
fhf
2
2
= (m)
Estas variables pueden ser agrupadas en
los siguientes parámetros adimensionales:






=
∆
D
e
D
lVD
F
V
p
,,2
µ
ρ
ρ






=
∆
D
eVD
f
D
l
V
p
,2
µ
ρ
ρ

22. Coeficiente de fricción
No. de Reynolds
f = f(Re,ε)
Flujo turbulento
Ecuación de Colebrook
µ
ρVD
Re =
D
e
=ε
Re
64
=f
Flujo laminar
Rugosidad relativa
Moody








+−=
ff Re
51.2
7.3
1
log2
1
ε

23. Diagrama de Moody
.034
Re= 30000

24. Pérdidas de carga en accesorios
Mrsc. Ing. Luis Miranda Gutierrez
2
2
V
kha =
2
2
V
D
L
fh e
a 





=






=
D
L
fk e
Coeficiente K Longitud Equivalente
Equivalencia entre
ambos métodos

25. FOTOGRAFIASDE LOSDIVERSOSREGIMENESDE FLUJO EN EL
TANQUE DE REYNOLDS
En 1883 Osborne
REYNOLDS (1842-
1912) realizó un
experimento que sirvió
para poner en evidencia
las diferencias entre
flujo laminar y flujo
turbulento

26. “LA MAYOR CONTRIBUCIÓN
DE REYNOLDS”
Siendo la velocidad media del flujo:
‘D’ el diámetro
‘ν’ la viscosidad cinemática del fluido
En todos los flujos existe un valor de
este parámetro, denominado en su honor
número de Reynolds para el cual se
produce la transición de flujo laminar a
flujo turbulento, habitualmente
denominado número de Reynolds crítico.

38. Mrsc.Ing.LuisMirandaGutierrez

39. SUCCION DE LA BOMBA
Hs ( + )
Hs ( - )
SUCCION NEGATIVA
SUCCION POSITIVA

40. ALTURA DE LA BOMBA (H):
•Es la energía neta transmitida al fluido por unidad
de peso a su paso por la bomba centrífuga.
•Se representa como la altura de una columna de
líquido a elevar.
•Se expresa normalmente en metros del líquido
bombeado.
CONCEPTOS BASICOS