2. PRINCIPIOS
GENERALES DEL
DISEÑO DE UN
SISTEMA DE
TUBERÍA
Aunque los requerimientos específicos de un sistema dado
imponen algunas de las características de un sistema de
tubería, los lineamientos siguientes ayudan a diseñar
sistemas con eficiencia razonable.
3. • La potencia que la bomba de un sistema requiere se calcula por
medio de
donde hA es la carga total sobre la bomba. Las pérdidas de
energía contribuyen mucho a esta carga total, lo que hace
deseable minimizarlas.
• Debe ponerse atención particular a la presión en la entrada de
una bomba; hay que hacerla tan elevada como sea práctico.
• Deben seleccionarse los componentes del sistema para minimizar
las pérdidas de energía, al mismo tiempo que se mantiene un
tamaño físico y costo razonables de los componentes.
4. • Si los tamaños de tubería seleccionados difieren de las conexiones
de succión y descarga de la bomba, basta utilizar reducciones o
expansiones graduales de pérdida baja
• La longitud de las líneas de succión debe ser tan corta como sea
práctico.
• Se recomienda emplear válvulas de control y apagado de pérdida
baja, como las de tipo compuerta o mariposa, a menos que el diseño
del sistema requiera otras que es trangulen el flujo
• Frecuentemente es deseable colocar una válvula de cierre en
cualquier lado de la boro ba, con el fin de permitir que esta se repare
o retire.
6. TUBERÍAS EN
SERIE
Un sistema de tuberías en serie es aquel en el que el fluido
sigue una trayectoria de flujo en todo el sistema. Los
caudales son los mismos para cada tramo de la tubería.
7. TUBERÍAS EN
SERIE
El sistema está completamente definido en términos de
tamaño de las tuberías, los tipos de perdidas
menores que están presentes y la rapidez de flujo
volumétrico existente en el sistema.
Los objetivos más comunes son:
8. CALCULAR LA CARGA TOTAL EN UNA BOMBA.
CALCULAR LA ELEVACIÓN NECASARIA DE UNA
FUENTE DE FLUIDO PARA PRODUCIR UNA
RAPIDEZ DE FLUJO VOLUMÉTRICO O UNA
PRESIÓN DESEADA EN PUNTOS SELECCIONADOS
DEL SISTEMA.
9. TUBERÍAS EN
SERIE
Tenemos que se conoce el diseño general del sistema junto
con la rapidez del flujo volumétrico deseado.
Se determinará el tamaño de tubería requerido para conducir
un caudal determinado de un fluido dado.
10. TUBERÍAS EN
SERIE
El sistema se describe completamente en términos de sus
elevaciones, tamaños de tuberías, válvulas y accesorios,
y caídas de presión permitidas en puntos clave del
sistema.
Se desea saber la rapidez de flujo volumétrico que podría
ser suministrado por un sistema dado.
11. TUBERÍAS EN
SERIE
En un sistema de tuberías en serie, la pérdida total de energía es
la suma de las pérdidas individuales menores más todas las
pérdidas provocadas por la fricción.
Este enunciado coincide con el principio de que la ecuación de la
energía es el recuento de toda la energía entre dos puntos de
referencia del sistema.
15. TUBERÍAS EN
PARALELO
El sistema de tuberías en paralelo son aquellos en los
que hay más de una trayectoria que el fluido puede
recorrer para llegar de un punto de origen a otro de
destino.
16. TUBERÍAS EN
PARALELO
El principio de continuidad para el flujo estable requiere que
el flujo volumétrico que ingresa al sistema ramificado sea
el mismo que sale de éste.
La continuidad también requiere que la suma de los flujos en
todas las ramas debe ser igual al flujo volumétrico total en
el sistema.
17. TUBERÍAS EN
PARALELO
Para la estimación de las pérdidas de la tubería se utilizará la ecuación de
Bernoulli, cuya expresión para dos puntos 1 y 2 sobre una tubería es la
siguiente:
Si la tubería se encuentra horizontal la diferencia de alturas es cero y si además las
secciones uno y dos tienen igual diámetro la diferencia de las cargas de
velocidad es cero, por lo tanto la expresión para el cálculo de las pérdidas de
energía se transforma en:
18. TUBERÍAS EN
PARALELO
Aplicando la ecuación de hidráulica entre los puntos y de (2) se obtiene la
ecuación (3) dada por la figura:
Reemplazando la ecuación (3) en la (2), se obtienen la pérdida de carga en
función de la lectura del manómetro diferencias.
19. TUBERÍAS EN
PARALELO
La ecuación de Darcy Weisback se utiliza con mayor frecuencia en las
investigaciones científicas, por ser una ecuación dimensionalmente
consiente y tiene la misma forma:
Dónde: f, es el cociente de pérdidas por fricción, L la longitud de la tubería, del
diámetro, g la aceleración de la gravedad y hf la pérdida por descarga.
20. TUBERÍAS EN
PARALELO
Las pérdidas locales o también llamadas singulares o por accesorios. La
ecuación general para el cálculo de las pérdidas locales es la siguiente:
Donde las pérdidas por accesorio son proporcionales a k y a la carga de la
velocidad (V2/2g).
