Flujo incompresible en tuberías

2. • En las industrias química y petrolera se
requiere con frecuencia bombear fluidos a
grandes distancias desde los depósitos de
almacenamiento hasta las unidades de
proceso, y se produce una importante caída
de presión, tanto en las tuberías como en las
propias unidades.

3. • Es preciso considerar los problemas
relacionados con el cálculo de la potencia
necesaria para el bombeo y con el diseño del
sistema de tuberías.
• Hay que tener en cuenta que el fluido puede ser
líquido, o gas, o una mezcla de ambas fases, y
puede ser transportado a alta presión, o a vacío,
puede tener propiedades no newtonianas, etc.,
todo lo cual complica el análisis.

4. PERDIDAS DE ENERGIA POR FRICCION

5. • Una componente de la perdida de energía es la fricción
en el fluido que circula.
• Para el caso del flujo en tuberías y tubos, la fricción es
proporcional a la carga de velocidad del flujo y a la
relación de la longitud al diámetro de la corriente.
• Esto se expresa en forma matemática como la ecuación
de Darcy.

6. hL = f *
𝐿
𝐷
*
𝑣2
2𝑔
• Donde
• hL = Perdida de energía debido a la fricción (N*m/N, m,
lb-pie/lb o pies)
• L = Longitud de la corriente del flujo (m o pies)
• D = Diámetro de la tubería (m o pies)
• 𝑣 = Velocidad promedio del flujo (m/s o pies/s)
• f = Factor de fricción (adimensional)  Diagrama de
Moody
• f =
64
𝑁 𝑅
(válido sólo para régimen laminar)

7. • Determine la perdida de energía si fluye glicerina a 25°C
por un tubo de 150 mm de diámetro y 30 m de longitud, a
una velocidad promedio de 4.0 m/s.
• En primer lugar, hay que determinar si el flujo es laminar
o turbulento por medio de la ecuación del número de
Reynolds
[ Re =
V∅r
m
]

9. ρ = 1258 kg/m3
m = 9.60 X 10-1 Pa*s
Entonces se tiene que
Re =
(4.0)(0.15)(1258)
9.60 X 10−1 = 786
Debido a que Re < 2000, el flujo es laminar.
• Con la ecuación de Darcy, obtenemos
hL = f *
𝐿
𝐷
*
𝑣2
2𝑔
f =
64
𝑅𝑒
=
64
786
= 0.081
hL = 0.081 *
30
0.15
*
(4.0)2
2(9.81)
= 13.2 m
• Esto significa que durante el transporte de glicerina se
pierde 13.2 N*m de energía, mientras circula a lo largo
de los 30 m de la tubería.