4. perdidas de carga locales1
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Ing°. LUIS VASQUEZ RAMIREZ
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERIA
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Pérdidas de carga Locales ( Singulares)
Las pérdidas de carga locales o singulares ocurren en determinados puntos de la tubería y se deben a la presencia de algo especial que se denomina generalmente singularidad, que produce una pérdida de carga local a la que designamos como h L.
hL
Línea de Energía L.E
Singularidad
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g
VKh
L .2.
2
Las pérdidas de carga locales se expresan genéricamente en función de la altura de velocidad en la tubería:
Donde “K” es un coeficiente adimensional que depende de las características de la singularidad que genera la pérdida de carga (cod, válvula, reducción, …etc.) así como del Número de Reynolds y de la rugosidad, “V” es la velocidad media en la tubería..
Pérdidas de carga Locales ( Singulares)
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A) ENTRADA O EMBOCADURACorresponde generalmente a una tubería que sale de un estanque.
Principales pérdidas locales en flujo turbulento
Entrada (embocadura)
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a) Bordes agudos
Principales pérdidas locales en flujo turbulento
D K=0.5
D K=0.26
b) Bordes ligeramente redondeados
r
r
K=0.26 para (r/D=0.04) para valores mayores de (r/D), “K” disminuye hasta llegar a 0.03 cuando (r/D=0.2).
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c) Bordes acampanados (perfectamente redondeados), curvatura suave a la que se adaptan las líneas de corriente.
Principales pérdidas locales en flujo turbulento
d) Bordes entrantes tipo Borda
D K=0.04
D K=1
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B) ENSANCHAMIENTO DEL CONDUCTOEn ciertas conducciones es necesario cambiar la sección de la tubería y pasar a un diámetro mayor. Este ensanchamiento puede ser brusco o gradual.
Principales pérdidas locales en flujo turbulento
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B-1) Ensanchamiento Brusco
Principales pérdidas locales en flujo turbulento
D1 D2
1
1
2
A
AK
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B-2) Ensanchamiento Gradual
Principales pérdidas locales en flujo turbulento
D1 D2
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C) CONTRACCION DEL CONDUCTOLa contracción también puede ser Brusca o Gradual. En general la contracción brusca produce una pérdida de carga menor que el ensanchamiento brusco.Para el estrechamiento gradual la pérdida de carga es mínima, pues se reduce a casi elimina la formación de vórtices, dado que el contorno sirve de guía o soporte a las líneas de corriente. Consideraremos que su valor es cero.
Principales pérdidas locales en flujo turbulento
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C-1) Contracción Brusca
Principales pérdidas locales en flujo turbulento
D2D1
1
1
CC
K
“Cc” coeficiente de Contracción de Weisbach
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0.586
0.624
0.632
0.643
0.659
0.681 0.712 0.755
0.813 0.892
1
2
1
2
D
D
CC
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D) CAMBIOS DE DIRECCIONUn cambio de dirección significa una alteración en la distribución de velocidades. Se producen zonas de separación del escurrimiento y de sobrepresión en el lado exterior. El caso más importante es el codo de 90°.
Principales pérdidas locales en flujo turbulento
K=0.9
K=0.42
- Codo 90°
- Codo 45°
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D) CAMBIOS DE DIRECCION
Principales pérdidas locales en flujo turbulento
K=0.75
K=0.60
- Codo Curvatura fuerte
- Codo Curvatura suave
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E) POR BIFURCACIONES
Principales pérdidas locales en flujo turbulento
k
k
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F) POR VALVULAS
Principales pérdidas locales en flujo turbulento
Una Válvula produce una pérdida de carga qu depende del tipo de válvula y del grado de apertura. Los principales valores son:- Válvula globo (completamente abierta) K=10- Válvula compuerta (completamente abierta)K=0.19- Válvula Check (completamente abierta) K=2.5
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Pérdidas de carga en accesorios
2
2Vkh
L
2
2V
D
Lfh e
f
DLfk e
Coeficiente K Longitud Equivalente
Equivalencia entre ambos tipos