08. flujo de fluidos sistemas de tuberias
TRANSCRIPT
Sistemas de Tuberías
Sistema de Tuberías
Longitud equivalente
P1 P2(L1 , D1 , ε1)
(L2 , D2 , ε2)P1 P2
Q
Q
Dos tuberías son equivalentes para el mismo flujo se genera la misma caída de presión
hf2=hf1
Q2=Q1
Sistema de Tuberías
Longitud equivalente
P1 P2(L1 , D1 , ε1)
(L2 , D2 , ε2)P1 P2
Q
Q
Líquidos
5
1 22 1
2 1
. .D
D
f DL Lf D
⎛ ⎞= ⎜ ⎟
⎝ ⎠
5
11
1
. . eDe
De
DfL Lf D
⎛ ⎞= ⎜ ⎟
⎝ ⎠
Forma General:
Sistema de Tuberías
Longitud equivalente
P1 P2(L1 , D1 , ε1)
(L2 , D2 , ε2)P1 P2
Q
Q
Gases
53
22 1
1
.
aadL L
d⎛ ⎞
= ⎜ ⎟⎝ ⎠
Forma General:5
3
11
.
aa
ee
dL Ld
⎛ ⎞= ⎜ ⎟
⎝ ⎠a3
a5 Constantes que dependen de la ecuación seleccionada
Sistema de Tuberías
Tuberías en serie
(L1 , D1 , ε1) (L2 , D2 , ε2)P1 P2Q (L3 , D3 , ε3)
∆Ptotal ∆Pf1 ∆Pf2 ∆Pf3= + +Q1 Q3Q2= =
1
N
ii
P P=
∆ = ∆∑1
N
e total e ii
L L=
= ∑
El concepto de Le puede ser útil para simplificar los cálculos
Sistema de Tuberías
Tuberías en paralelo(L1 , D1 , ε1)
(L2 , D2 , ε2)P1 P2QT
(L3 , D3 , ε3)
Qtotal Q1 Q2 Q3= + + 1
N
Total ii
Q Q=
= ∑∆Ptotal ∆Pf1 ∆Pf2 ∆Pf3= = =
∆Ptotal
% .100ii
T
QQQ
=
Sistema de Tuberías
Tuberías en paralelo(L1 , D1 , ε1)
(L2 , D2 , ε2)P1 P2QT
(L3 , D3 , ε3)
15 2
15 2
1
.% .100
.
i
i ii
Ni
i i i
DL f
QD
L f=
⎡ ⎤⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠= ⎢ ⎥⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦
∑
∆Ptotal
Líquidos
La distribución del flujo en las tuberías puede calcularse con la ecuación
Sistema de Tuberías
Tuberías en paralelo(L1 , D1 , ε1)
(L2 , D2 , ε2)P1 P2QT
(L3 , D3 , ε3)
5
3
5
31
% .100
aiai
i aNia
i i
dL
QdL=
⎡ ⎤⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟
⎝ ⎠⎢ ⎥= ⎢ ⎥⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦∑
∆Ptotal
Gases
La distribución del flujo en las tuberías puede calcularse con la ecuación
a3
a5 Constantes que dependen de la ecuación seleccionada
Sistema de Tuberías
Longitud equivalente para Tuberías en paralelo
(L1 , D1 , ε1)
(L2 , D2 , ε2)P1 P2QT
(L3 , D3 , ε3)
( )
2
15 2
15 2
1
1
.
ee
Nei
i i i
DL
f DL f=
⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥
= ⎢ ⎥⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦
∑
Líquidos
El sistema de tuberías en paralelo también puede simplificarse
aplicando el concepto de Longitud Equivalente
LeQT
Sistema de Tuberías
Longitud equivalente para Tuberías en paralelo
(L1 , D1 , ε1)
(L2 , D2 , ε2)P1 P2QT
(L3 , D3 , ε3)
3
5
5
3
1
1
a
ae
e aNia
i i
dLdL=
⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟=⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠∑
Gases
El sistema de tuberías en paralelo también puede simplificarse
aplicando el concepto de Longitud Equivalente
Le
a3
a5 Constantes que dependen de la ecuación seleccionada
QT
Sistema de Tuberías
Tuberías en paralelo
PA
PBQo
(L , D)
Las tuberías enlazadas se utilizan para mejorar la capacidad de una instalación
Lazo
Fuente
Fuente
PC
PA
PBQn
X Se agrega una tubería en una parte de la tubería principal, el cual puede ser de diámetro igual o
diferente
Sistema de Tuberías
Tuberías en paralelo
PA
PBQo
(L , D)
El lazo puede mejorar la capacidad de la tubería
Lazo
Fuente
Fuente
PC
PA
PBQn
X
Incrementar Q manteniendo
Disminuyendo manteniendo Q
∆P
∆P
Sistema de Tuberías
Tuberías en paralelo
PA
PBQo
(L , D)
El lazo puede mejorar la capacidad de la tubería
Lazo
Fuente
Fuente
PC
PA
PBQn
X
Incrementar Q manteniendo
Disminuyendo manteniendo Q
∆P
∆P
Sistema de Tuberías
Tuberías en paralelo Lazo
Incrementar Q manteniendo ∆PLíquidos
Qo Qn>
Dlazo DTub principal=
PA
PBQo
L , D
Fuente
Fuente
PC
PA
PBQn
X,
(L - X) , D
D2
2
4 . 13
o
n
QXL Q
⎡ ⎤= −⎢ ⎥
⎣ ⎦Longitud del lazo
Sistema de Tuberías
Tuberías en paralelo Lazo
Incrementar Q manteniendo ∆PGases
Qo Qn>
Dlazo DTub principal=
PA
PBQo
L , D
Fuente
Fuente
PC
PA
PBQn
X,
(L - X) , D
D3
3
1
14 . 13
ao
an
QXL Q
⎡ ⎤= −⎢ ⎥
⎣ ⎦Longitud del lazo
Sistema de Tuberías
Tuberías en paralelo Lazo
Incrementar Q manteniendo ∆P
Gases
Qo Qn>
Dlazo DTub principal≠
PA
PBQo
L , D
Fuente
Fuente
PC
PA
PBQn
X,
(L - X) , D
DL
( )
0,5
2
1
11 . 11
n
o
QQ X
L w
=⎡ ⎤⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟+ −
⎜ ⎟⎢ ⎥+⎝ ⎠⎣ ⎦Longitud del lazo
0,52,5
. oL
L
fDwD f
⎛ ⎞⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠
5aLDw
D⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠
Líquidos