1. Universidad Estatal del Sur de
Manabi
Docente:
Ing. Lucy Elizabet Solórzano Villegas Mg. Sc
Integrantes:
Conforme Taffur Ángel Gerardo
Conde Andi Carlos Jeiner
Choez Lucas Sonia Alexandra
Delgado Zamora Gilmar Gerardo
Faubla Solórzano Emily Anahy
García Salvatierra Jair Alexander
Gutiérrez Chiquito Pablo Josué
Ibarra Quiroz Ehymi Nayeli
Asignatura:
Mecánica de Fluidos
Nivel:
Cuarto Semestre
Tema:
Pérdidas de Longitud y de Forma
2. Introduccion
En este análisis hablaremos sobre la perdida de carga y forma y como se
produce. El dimensionamiento hidráulico de una tubería tiene como objetivo
principal determinar el diámetro de la misma. Los condicionantes básicos de
diseño son el caudal requerido y la presión exigida en los terminales de la red.
Además, analizaremos la intervienen de otros factores como la velocidad de
diseño o las pérdidas de carga (continuas y localizadas), y también, las
características propias de los materiales de la red (rugosidad y coste,
principalmente). Esta investigación nos dará más información sobre en el
proceso de construcción, las diferentes etapas que se pueden presentar en la
ejecución de este.
4. Perdida de Carga
se producen al transportar fluidos desde un punto hacia
otro.
La pérdida de carga en una tubería o canalización es la
pérdida de presión que se produce en un fluido debido a
la fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las
paredes de la tubería que las conduce. Las pérdidas
pueden ser continuas, a lo largo de conductos regulares, o
accidentales o localizadas.
Podemos pues distinguir entre dos tipos de pérdidas de
carga, pérdidas primarias y pérdidas secundarias.
5. Pérdidas secundarias
o pérdidas en
singularidades
Se producen en transiciones del
conducto, estrechamiento o expansión
y en toda clase de accesorios valvulería,
reguladores de tiro, codos.
Pérdidas
primarias
Se producen cuando el fluido se
pone contacto con la superficie
del conducto. Esto provoca que
se rocen unas capas con otras;
flujo laminar o de partículas de
fluidos entre sí flujo turbulento
6. ¿Qué es la pérdida de carga en tuberías?
La pérdida de carga en tuberías es la pérdida de presión de un fluido al
producirse fricción entre las partículas del fluido y las paredes del
conductor, y por obstáculos en la conducción.
¿Qué es la pérdida de carga en tuberías?
Tanto en sistemas de agua como en sistemas de otro tipo de fluido, el fluido pierde energía
por el rozamiento continuo con la tubería y por la fricción que ocurre en el paso de
accesorios o dispositivos, que serán vistos como obstáculos en la conducción. Los obstáculos
pueden ser, la propia tubería, válvulas, derivaciones, codos, manguitos, estrechamientos,
cambios de dirección, cambios de sección, etc.
La pérdida de carga en una tubería o en un elemento hidráulico de una conducción es la
diferencia de presión entre dos puntos, para un determinado caudal. Si no hay fluido en
movimiento no puede haber pérdida de carga.
7. ¿De qué depende la pérdida de
carga en tuberías?
La pérdida de carga depende principalmente de las siguientes variables:
La longitud: a mayor longitud
mayor pérdida de carga.
El caudal que circula: a mayor
caudal mayor pérdida de carga.
El material: Cuando más rugoso es el
material mayor es la pérdida de carga.
El tipo de fluido: según el fluido y su
densidad tendremos valores distintos.
8. pérdida de carga por fricción, también conocidas como pérdida lineal o continua,
y pérdida de carga localizada, conocidas como pérdida singular o en accesorios.
Expresión de la pérdida de carga:
Tipos de pérdidas de carga
en tuberías
Dónde:
hpérdidas: pérdida de carga
hf: pérdidas continuas
hl: pérdidas localizadas
9. Pérdidas continuas
Son las que ocurren por los rozamientos del fluido con las tuberías
y dependen de parámetros como longitud y rugosidad de la
tubería, y la velocidad, viscosidad o densidad del fluido.
Los expertos toman mayor importancia a las pérdidas continuas, y
si las pérdidas localizadas no superan el 5% de las totales suelen
despreciarse. En el siguiente punto veremos las principales
ecuaciones utilizadas para realizar el cálculo de pérdidas.
10. Son las causadas por el cambio de movimiento que experimenta el fluido cuando
cambia de dirección. Se les conoce también como pérdidas en accesorios,
accidentales o singulares. A diferencia de la pérdida continua, no son causadas la
fricción, sino por fenómenos de turbulencia originados en puntos específicos de
los sistemas de tuberías. Estos puntos pueden ser: válvulas, codos, cambios de
dirección, juntas, derivaciones, etc.
Expresión de la pérdida de carga:
Pérdidas localizadas
Dónde:
hl: pérdida de carga localizada
k: coeficiente determinado en forma empírica para
cada tipo de punto. En válvulas depende del
grado de apertura y del tipo de válvula.
v: velocidad media del agua, antes o después del
punto singular. Se expresa con la unidad m/s
g: gravedad
11. Determinar diámetro de una conducción con de PVC-O TOM® a
presión se hace teniendo en cuenta:
Los parámetros hidráulicos (caudal, pérdidas de carga y
velocidad), para una conducción por gravedad.
Los parámetros hidráulicos y económicos óptimos (coste del
bombeo y amortización de las instalaciones) para una
conducción por bombeo.
En función de las condiciones de servicio se deben medir los
riesgos eventuales de golpes de ariete, cavitación y abrasión, e
instalar las protecciones adecuadas.
12. Se presenta cuando la elevación del agua en la fuente de
abastecimiento es mayor a la altura piezométrica requerida o
existente en el punto de entrega del agua.
La fórmula que relaciona el caudal con la velocidad del fluido es
la siguiente:
Una conducción por gravedad
Donde:
Q: caudal en función de las necesidades, en l/s.
v: velocidad del agua en la conducción, en m/s.
DI: diámetro interno de la conducción, en m.
13. Para calcular las pérdidas de carga continuas se recomienda
utilizar la expresión universal de Darcy-Weisbach:
Donde:
J: pérdida de carga continua, por unidad
de longitud, en m/m
v: velocidad de circulación del agua, en
m/s
ΔHc: pérdida de carga continua, en m
L: longitud del tramo, en m
DI: diámetro interior del tubo, en m
g: aceleración de la gravedad, en m/s²
f: coeficiente de pérdida de carga por
unidad de longitud (o coeficiente de
fricción), adimensional
14. Dado que las tuberías de PVC-O son completamente lisas, el cálculo del coeficiente de
pérdidas de carga o de energía por unidad de longitud (f) que aparece en la fórmula
de Darcy-Weisbach se puede realizar mediante las siguientes expresiones empíricas:
Prandtl-Colebrook-White:
Donde:
v: velocidad de circulación del agua, en m/s
c: coeficiente de rugosidad de Hazen-WilliamsDI:
diámetro interior del tubo, en m
J: pérdida de carga continua, por unidad de longitud,
en m/m
Ka: rugosidad absoluta en n: coeficiente de
rugosidad de Manning. Para el caso de las tuberías
de PVC-O TOM®, n = 0,007 para conducción nueva y
n = 0,009 para conducción en servicio
f: coeficiente de pérdida de carga por unidad de
longitud (o coeficiente de fricción), adimensional
Re: número de Reynolds, adimensional
vc: viscosidad cinemática, en m2/s (1,01 x10-6, para
el agua a 20 °C)
Prandtl-Colebrook-White:
Blasius:
15. Adicionalmente a las pérdidas de carga continuas debidas a la fricción deben calcularse
las pérdidas de carga localizadas (ΔHl) de los accesorios; éstas serán significativas si los
accesorios son numerosos o si la tubería es relativamente corta. Estas pérdidas se pueden
evaluar como una fracción kl del término V2/2g o como una longitud equivalente. El
coeficiente K es adimensional y depende de la singularidad y de la velocidad media en el
interior de la tubería.
Por lo tanto, la expresión para el cálculo de pérdida de carga total sería la siguiente:
16. Conclusion
Conocer sobre información sobre me ha permitido ampliar conocimientos y entender sobre la
pérdida de presión que se produce en un fluido debido a la fricción de las partículas del fluido entre
sí y contra las paredes de la tubería que las conduce. Las pérdidas pueden ser continuas, a lo largo
de conductos regulares, o accidentales o localizadas, debido a circunstancias particulares, como un
estrechamiento, un cambio de dirección, la presencia de una válvula.
En conclusión este análisis he podido interpretar, representar el proceso de la pérdida de carga en
una tubería o canal, la correcta adquisición de otras competencias académicas exponer nuestros
proyectos que pueden beneficiar a miles de personas.
Podemos notar que al momento de hacer el cálculo a cada uno de los casos si se da a notar lo que
es la perdida de cargas, estas pérdidas se pueden ir apreciando que van de la mano de varios
factores.
La pérdida de carga tiene lugar a dar una conducción que representa una pérdida de energía en el
flujo hidráulico que a lo largo puede dar por efecto de rozamiento.