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8/18/2019 FLUJO EN TUBERIAS.pptx

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UNIDAD 2. SERVICIOS Y SUMINISTR

TUBERÍAS

ELABORADO POR: M.C. SARAY ROSALES


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FLUJO EN TUBERÍAS

FLUJO LAMINAR. SE CARACTERIZA POR SER UN FLUJO ORDENADO SE DESLIZA EL FLUJO COMO LAMINAS O CILINDROS ADYACCONCENTRICOS EN LOS CUALES NO E/ISTE EL EFECTO DEL MEZCLADO

FLUJO TURBULENTO. FLUJO DESORDENADO Y MEZCLADO.

LA MAYORÍA DE LOS FLUJOS 0UE SE ENCUENTRAN EN LA PRÁCTIC TURBULENTOS.

EL FLUJO LAMINAR SE ENCUENTRA CUANDO LOS FLUIDOS MUY VISCCOMO LOS ACEITES, FLUYEN EN PE0UE1AS TUBERÍAS O PASAJES ESTRE


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N3MERO DE REYNOLDS

LA TRANSICIÓN DE FLUJO LAMINAR A TURBULENTO DEPENDE DE:

• LA GEOMETRÍA

• RUGOSIDAD DE LA SUPERFICIE

• VELOCIDAD DEL FLUJO

• TEMPERATURA DE LA SUPERFICIE

• TIPO DE FLUIDO


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• 4 VELOCIDAD DE FLUJO PROMEDIO EN 5-678

• D4 LONGITUD CARACTERÍSTICA DE LA GEOMETRÍA 5DIÁMETRO EN

• 44VISCOSIDAD CINEMÁTICA DEL FLUIDO 5-267 8.

• EL NUMERO DE REYNOLDS, EN DONDE EL FLUJO SE VUELVE TURBU

LLAMA N3MERO DE REYNOLDS CRÍTICO.

9

•


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• PARA FLUJO A TRAV;S DE TUBERÍAS NO CIRCULARES, EL N3MERO D

REYNOLDS SE BASA EN EL DIÁMETRO IDRÁULICO

AC: ES EL ÁREA DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE LA TUBERÍA


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FLUJO LAMINAR EN TUBERÍASCAÍDA DE PRESIÓN Y P;RDIDA DE CA

• LA CAÍDA DE PRESIÓN , ESTÁ DIRECTAMENTE RELACIONADO CON LNECESARIA PARA 0UE EL VENTILADOR O BOMBA MANTENGAN EL FLUJO.

• LA P;RDIDA DE CARGA , REPRESENTA LA ALTURA ADICIONAL 0UENECESITA PARA ELEVARSE POR MEDIO DE UNA BOMBA CON LA FISUPERAR LAS P;RDIDAS POR FRICCIÓN EN LA TUBERÍA.

LA RELACIÓN PARA LA P;RDIDA DE PRESIÓN 5Y P;RDIDA DE CARGA8 ES RELACIONES MÁS GENERALES, VALIDA PARA FLUJOS LAMINAR O T

TUBERÍAS CIRCULARES O NO>CIRCULARES Y TUBERÍAS CON SUPERFIC

RUGOSAS, ORIZONTALES O INCLINADAS.

•

L 2

P?!=%=# =

P?!=%=# = $#!

D


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• DONDE:

• : ES EL FACTOR DE FRICCIÓN DE DARCY

•

L ES LA LONGITUD DE UNA TUBERÍA• V LA VELOCIDAD

• D EL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA

• * LA GRAVEDAD

TUBERÍA CIRCULAR, LAMINAR.

•


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• CUANDO YA SE CONOCE LA P;RDIDA DE PRESIÓN 5O P;RDIDA DE C

POTENCIA DE BOMBEO NECESARIA PARA SUPERAR LA P;RDIDA DE

DETERMINA A PARTIR DE:

g

• DONDE

ES EL FLUJO VOLUM;TRICO

ES EL FLUJO DE MASA

TUBERÍA ORIZONTAL: 4

TUBERÍA INCLINADA:

•


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• ECUACIÓN DE ENERGÍA PARA FLUJO UNIDIMENSIONAL INCOESTACIONARIO EN T;RMINOS DE CARGAS:

•

D()=: 7 $#!*# '%& )'!*#=# #& u%=( 7 $#!*# = 'u!b%)# '!#"=# =& u%=( 7


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EN CONSECUENCIA LA CAÍDA DE PRESIÓN Y LA P;RDIDA DE PRESIÓ

TRAMO DE FLUJO DADO SON E0UIVALENTES SI 8 EL TRAMO DEORIZONTAL DE MODO 0UE NO E/ISTEN EFECTOS IDROSTÁTIGRAVEDAD 5H 28 EL FLUJO DE TRAMO NO INCLUYE ALG3N DISPOSPRODUZCA O CONSUMA TRABAJO COMO UNA BOMBA O TURBINAELLOS CAMBIAN LA PRESIÓN DEL FLUIDO 5 4

8 EL AREA DE SECCIÓN TRANSVERSAL DEL TRAMO DE FLUJO ES CONPOR LO TANTO, LA VELOCIDAD DE FLUJO PROMEDIO ES CONSTANTE

8 LOS PERFILES DE VELOCIDAD EN LAS SECCIONES Y 2 TIENENFORMA 5

•


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FLUJO LAMINAR EN TUBERÍAS NO CIRCULA


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FLUJO LAMINAR EN TUBOS HORIZONTALES E INCLINAD

• CONSIDERE EL FLUJO TOTALMENTE DESARROLLADO DE GLICERINAUN TUBO CIRCULAR DE SECCIÓN CIRCULAR DE - DE LONGITDE DIÁMETRO. SI LA VELOCIDAD DEL FLUJO EN EL EJE CENTRA

COMO -67, DETERMINE EL PERFIL DE VELOCIDADES Y LA DIFEPRESIÓN A LO LARGO DE ESTA SECCIÓN DE - DE LONGITUD DLA POTENCIA 3TIL DE BOMBEO NECESARIA PARA MANTENER EPARA EL MISMO APORTE DE POTENCIA 3TIL DE BOMBEO, DETAUMENTO PORCENTUAL DEL CAUDAL SI EL TUBO ESTÁ INCLINADOABAJO, Y LA DISMINUCIÓN PORCENTUAL SE ESTÁ INCLINADO ARRIBA. LA BOMBA ESTÁ UBICADA FUERA DE ESTÁ SECCIÓN DEL T

• PROPIEDADES:

•

&($%=#= -%-#.


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CAÍDA DE PRESIÓN Y PÉRDIDA DE CARGA EN UNA TUBE

• SE TIENE AGUA A KF 5= 62.42 lbm/ft3 Y 4 ./> &b-6'78 0UMANERA ESTACIONARIA A TRAV;S DE UNA TUBERÍA ORIZONTAL5. '8 DE DIÁMETRO Y ' DE LARGO CON UNA VELOCIDAD

DE '67. DETERMINE LA P;RDIDA DE CARGA, B8 LA CAÍDA DE PRLA NECESIDAD DE POTENCIA DE BOMBEO PARA SUPERAR ESTAPRESIÓN.

•


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FLUJO TURBULENTO EN TUBERÍDIAGRAMA DE MOODY

• EL FACTOR DE FRICCIÓN DE FLUJO EN TUBERÍA TURBULENTO TODESARROLLADO DEPENDE DEL N3MERO DE REYNOLDS Y LA RRELATIVA 0UE ES LA RAZÓN DE LA ALTURA MEDIA DE RUGOSID

TUBERÍA AL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA.


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FLUJO TURBULENTO EN TUBERÍ

ECUACIONES QUE MÁS SE APEGAN AL DIAGRAMA DE MOOD

TUBERÍA REGIMEN ECUACIÓN

LISA O RUGOSA LAMINAR POIS

LISA TURBULENTO BLAS

LISAS Y RUGOSAS TURBULENTO COLE

RUGOSA ALTAMENTE TURBULENTA

ARMPLAN

ECUACIONES QUE MÁS SE APEGAN AL DIAGRAMA DE MOOD

TUBERÍA REGIMEN ECUACIÓN

LISA O RUGOSA LAMINAR POIS

LISA TURBULENTO BLAS

LISAS Y RUGOSAS TURBULENTO COLE

RUGOSA ALTAMENTE TURBULENTA

ARMPLAN


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VALORES DE RUGOSIDAD EQUIVALENTES PARA TUBERÍAS

COMERCIALES NUEVASMa!"#a$ R%&'(#)a) * +,- R%&'(#)a)

+-

V%=!%(,


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TIPOS DE PROBLEMAS DE FLUJO DFLUIDOS

• EN EL DISE1O DE SISTEMAS DE TUBERÍA 0UE IMPLICAN UTILIZAR EL DIAGRAM5O LA ECUACIÓN DE COLEBROO8, USUALMENTE SURGEN TRES TIPOS DE PRO

• . DETERMINACIÓN DE LA CAÍDA DE PRESIÓN 5O P;RDIDA DE CARGA8: LONGITUD Y EL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA SE PROPORCIONAN PARA UNA RAZ5O VELOCIDAD8 ESPECÍFICA.

• 2. DETERMINACIÓN DE LA RAZÓN DE FLUJO: CUANDO LA LONGITUD Y EL D

LA TUBERÍA SE PROPORCIONAN PARA UNA CAIDA DE PRESIÓN 5O P;RDIDAESPECÍFICA.

• . DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA. CUANDO LA LONG TUBERÍA Y LA RAZÓN DE FLUJO SE PROPORCIONAN PARA UNA CAÍDA DE P;RDIDA DE CARGA ESPECÍFICA8.


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• PARA EVITAR ITERACIONES EN LA P;RDIDA DE CARGA, RAZÓN DCÁLCULOS DE DIÁMETRO, SE UTILIZAN LAS SIGUIENTES RELACISON PRECISAS ASTA 2 POR CIENTO DEL DIAGRAMA DE MOODY:

•

N'a: T(=#7 $#)'%=#=7 7() #=%-)7%()#&7 u)%=#=7 7 7%-


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DETERMINACIÓN DE LA P;RDIDA DE CARGA EN UNA TUBERÍA DE

• SE TIENE AGUA A KF 5 Y 8 0UE FLUYE DE MANERA ESTACIONA TUBERÍA ORIZONTAL DE 2 IN DE DIÁMETRO ECA DE ACERO INA UNA RAZÓN DE .2 '67. DETERMINE LA CAÍDA DE PRESIÓN, LDE CARGA Y LA POTENCIA DE BOMBEO NECESARIA PARA MANFLUJO EN UN TRAMO DE TUBERÍA DE 2 ' DE LARGO.

•


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DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO DE UN DUCTO DE AIRE.

• SE DEBE TRANSPORTAR AIRE CALIENTE A ATM Y + KC EN CIRCULAR DE + - DE LARGO A UNA RAZÓN DE .+ -67. SI LDE CARGA EN LA TUBERÍA NO DEBE SUPERAR LOS 2 -, DET

DIÁMETRO MÍNIMO DEL DUCTO.


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PÉRDIDAS MENORES

• EL FLUIDO EN UN SISTEMA DE TUBERÍA TÍPICO PASA A TRAV;S UNIONES, VÁLVULAS, FLE/IONES, SALIDAS, ENSANCAMCONTRACCIONES ADEMÁS DE LOS TUBOS. DICOS COM5ACCESORIOS8 INTERRUMPEN EL SUAVE FLUJO DEL FLUIDO Y P;RDIDAS ADICIONALES DEBIDO AL FENÓMENO DE SEPARACIÓNDEL FLUJO 0UE PRODUCEN.


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• LAS P;RDIDAS MENORES SE E/PRESAN EN T;RMINOS DEL COEFIP;RDIDA L , 0UE SE DEFINE COMO:

COEFICIENTE DE P;RDIDA 5 L8:

DONDE ES LA P;RDIDA DE CARGA IRREVERSIBLE ADICIONAL EN EDE TUBERÍAS PROVOCADO POR LA INSERCIÓN DEL ACCESORIO, Y COMO .

•


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• LA P;RDIDA DE CARGA POR ACCESORIO SE DETERMINA A PARTIR D

ES EL COEFICIENTE DE P;RDIDA

ES LA PERDIDA DE CARGA IRREVERSIBLE ADICIONAL EN EL SISTEMAPROVOCADO POR LA INSERCIÓN DEL ACCESORIO.

•


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• P;RDIDA DE CARGA TOTAL 5GENERAL8:

4

DONDE:

% REPRESENTA CADA TRAMO DE TUBERÍA CON DIÁMETRO CONSTANTEACCESORIO 0UE PROVOCA UNA P;RDIDA MENOR.

P;RDIDA DE CARGA TOTAL 5D4CONSTANTE8

DONDE:

V ES LA VELOCIDAD DE FLUJO PROMEDIO A TRAV;S DE TODO EL SISTV4CONSTANTE PUES D4CONSTANTE8.

•


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• DONDE AY UN ENSANCAMIENTO REPENTINO SE APRO/IMA CON:

DONDE

A PE0UE1A Y A GRANDE SON LAS ÁREAS TRASVERSALES DE LAS TUB

•


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• UNA TUBERÍA ORIZONTAL DE AGUA DE $- DE DIÁMETRO SE GRADUALMENTE A UNA TUBERÍA DE $- DE DIÁMETRO. LAS PARESECCIÓN DE ENSANCAMIENTO TIENEN UN ÁNGULO DE K ORIZONTAL. LA VELOCIDAD Y PRESIÓN PROMEDIO DEL AGUA ANSECCIÓN DE ENSANCAMIENTO SON -67 Y + P#, RESPECT

DETERMINE LA P;RDIDA DE CARGA EN LA SECCIÓN DE ENSANCLA PRESIÓN EN LA TUBERÍA DE DIÁMETRO MÁS GRANDE.

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