perdidas por longitud de tubería en vivienda

1. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE
CHIMBORAZO
CARRERA DE MECANICA
TURBOMAQUINARIA
PERDIDAS POR LONGITUD DE TUBERIA Y
ACCESORIOS
NIVEL: SEXTO B
ALUMNO: DONOSO DORIAN
CODIGO: 8066

2. INTRODUCCIÓN
En el mundo moderno existe una gran variedad de sistemas de bombeo, en hogares, empresas,
lugares de sembradío, etc. En donde es muy significante realizar un estudio del
comportamiento de los componentes y características que se encuentran inmersos en dichos
sistemas.
La eficiencia de los sistemas de bombeo juega un papel muy importante en lo que se refiere
a la optimización tanto de recursos económicos y materiales. Es por eso que se necesita
determinar las perdidas de eficiencia durante todo el trayecto de bombeo. Así como
estudiantes de ingeniería contamos con los recursos intelectuales necesarios para determinar
dichas perdidas, que requieren de un proceso muy detallado considerando las propiedades
tanto del fluido y de los accesorios utilizados para el diseño del sistema de bombeo.
En este proyecto se tomará como lugar de estudio un hogar, el cual va a ser representado en
un programa CAD (SOLIDWOKS) para tener vistas detalladas y cotas que ayuden al análisis
de pérdidas por longitud de tubería y accesorios.

3. 1. OBJETIVOS
1.1. General
• Determinar las perdidas por longitud de tubería y accesorios en un sistema de bombeo
incorporado en un hogar.
1.2. Específicos
• Utilizar Software CAD para la esquematización del Hogar
• Incorporar a la cotidianidad los conocimientos adquiridos en la asignatura de
Turbomaquinaria.
• Utilizar los ábacos y tablas correspondientes para determinar las características de los
elementos empleados en el sistema de bombeo

4. 2. MARCO TEÓRICO
2.1. Ecuación de Bernoulli
La ecuación de Bernoulli también+ denominada principio de Bernoulli tiene gran
importancia en la mecánica de fluidos; relaciona la presión, la velocidad y la altura en flujos
constantes, incomprensibles y con fuerza de fricción despreciable. La ecuación de Bernoulli
no es aplicada a todo flujo, solo en aquellos donde la viscosidad del fluido sea despreciable
en comparación con los efectos de inercia y gravitación. Es decir, solo se aplica a regiones
en las que la viscosidad o fuerza de fricción interna es neta, el caudal es constante y el fluido
es incomprensible (Antolínez, 2016). El flujo de energía, la energía cinética y la energía
potencial gravitatoria son las formas mecánicas de la energía, de este modo la ecuación de
Bernoulli se puede entender como el principio de conservación de la energía mecánica.
2.2. Número de Reynolds
Es un numero adimensional utilizado en la mecánica de fluidos y fenómenos de transporte
para caracterizar el movimiento de un fluido; como todo número adimensional es un cociente,
una comparación. La importancia de este radica en que nos habla del régimen con que fluye
un fluido, lo que es fundamental para el estudio del mismo (Díaz, 2015). El número de
Reynolds tiene como finalidad relacionar la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión
típica de un flujo en una expresión adimensional, que se encuentra presentes en varios casos
de dinámica de fluidos (Alarcón, 2016).
Donde:
V= Velocidad del fluido
D=Diámetro del conducto
υ= Viscosidad cinemática

5. Según el número de Reynolds, a los fluidos se les puede clasificar en turbulentos o
laminares.
Considerando:
2.2.1. Flujo Laminar
Este flujo se desplaza en capas y es característico del flujo estable de líquidos viscosos a
baja temperatura (Jiménez, 2015).
2.2.2. Flujo Turbulento
Se denomina flujo Turbulento cuando este se hace más irregular, caótico e impredecible, las
partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran
formando pequeños remolinos aperiódicos (Jiménez, 2015).
2.3. Factor de fricción
El factor de fricción o también conocida como conocida como ecuación de Darcy- Weisbach
es una variable adimensional y depende tanto del número de Reynolds, el cual a su vez es un

6. factor adimensional que relaciona las fuerzas dinámicas del fluido, y la rugosidad relativa de
la tubería, la cual es un indicador de las imperfecciones del material de la misma tubería.
Existen dos condiciones para las cuales existe una fórmula del Factor de fricción:
• Flujo Laminar
• Flujo Turbulento
Donde:
ε = Rugosidad relativa
D = Diámetro
Re = Número de Reynolds
La rugosidad se la puede obtener de tablas que poseen varios materiales y su respectiva
rugosidad.
2.4. Perdidas por longitud de tubería
Las pérdidas por longitud de tubería es la pérdida de energía dinámica del fluido debido a la
fricción de las partículas del fluido entre sí y contra las paredes del conducto que las contiene.

7. 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, etc (Oviedo, 2008 ).
Donde:
= Factor de fricción
L = Longitud total de la tubería
Q = Caudal
g = Gravedad
D = Diámetro
2.5. Perdidas por Accesorios
Son las pérdidas que se dan en los distintos elementos que puede contar un sistema hidráulico,
cada elemento tendrá su coeficiente de resistencia K (pérdida de altura de velocidad para
válvulas o accesorios) (Salinas, 2015).
Donde:
K = Coeficiente de resistencia
Q = Caudal
D = Diámetro
g = Gravedad
Se puede encontrar el coeficiente de resistencia de cada accesorio en tablas y ábacos
proporcionados por la misma empresa distribuidora de los accesorios.

8. 2.6. Cálculos
V=2.5m/s
T=20min
Vol=1000L
1000
20
∗
1
60
∗
1 3
1000
8.33 ∗ 10 3/
4 8.33 ∗ 10
∗ 2.5
0.0205
Con la tabla de cedula 40
Se debe recalcular la velocidad
4 ∗ 8.33 ∗ 10
∗ 0.0209
2.428 /

9. 2.428 ∗ 0.0209
1.15 ∗ 10
44127.7147
0.25
log
4.6 ∗ 10 %
3.7 ∗ 0.0209 &
5.74
'.(
0.0275
Longitud total

10. Lt=18.7m
ℎ *
8 0.027 15.7 8.33 ∗ 10
∗ 9.81 ∗ 0.0209%
6.22 +,
Accesorios

11. Accesorio Numero Le/D Ft K
Codos de 90 9 30 0.027 7.29
Uniones 1 1 0.027 0.027
Válvula de
compuerta
1 8 0.027 0.216
V. pie tipo
vastago
1 420 0.027 11.34
Una vez obtenidas las perdidas por longitud de tubería y accesorios se aplica la ecuación de
Bernoulli
-. /1 & /2 & ℎ,++ & ℎ *
-. 1 & 7.3 & 5.67 & 6.22 20.19 +,
La bomba debe tener una altura de bombeo de 20.19mca

12. 3. CONCLUSIONES
• Se calculó las perdidas generadas en el sistema de bombeo del hogar escogido, mediante
los conocimientos adquiridos en la materia de turbomaquinaria, dándonos a conocer que el
sistema de bombeo no cuenta con muchas perdidas ya que no posee muchos accesorios y de
los cuales poseen un bajo coeficiente de resistencia. Lo que no pasa con las perdidas en la
tubería siendo su valor un poco más significante que el de los accesorios.
• La esquematización utilizada y generada en SOLIDWOKS fue de gran ayuda en el
momento de toma de medidas y datos de los accesorios, siendo así un elemento muy útil para
realizar esta clase de análisis.
• Tanto como este sistema de bombeo y otras aplicaciones de la mecánica de fluidos y
turbomaquinaria se rigen a los conceptos que caracterizan las propiedades junto con los
fenómenos que se producen dentro y fuera de un sistema de bombeo.
• Dado que las sumatorias de perdidas más la cota de altura fueron bajas, se pude decir que
la bomba puede trabajar sin un mayor esfuerzo, aportando así a su vida útil y obteniendo una
buena eficiencia de bombeo.

13. 4. BIBLIOGRAFÍA
Alarcón, S. (2016). Número de Reynolds. Barranquilla.
Antolínez, M. (2016). Principios de la ecuación de Bernoulli, aplicaciones y esquema del
montaje experimental. Bogotá D.C.
Díaz, J. (2015). Número de Reynolds . Girardot.
Jiménez, C. (2015). Mecánica de fluidos: Viscosidad y turbulencia.
Oviedo, U. d. (2008 ). Pérdidas de carga en tuberías. Oviedo .
Salinas, J. (2015). Rediseño de un sistema de bombeo del laboratorio de mecánica de fluidos
para evaluar la eficiencia energética en el control de flujo. Quito.

14. 9
5
4
7
8
3
6
2
1
N.º DE
ELEMENTO N.º DE PIEZA DESCRIPCIÓN CANTIDAD
1 torre 1
2 tanque 1
3 tramo 2 1
4 tuberia tramo 1 1
5 sisterna 1
6 CLASS 3000 THREADED
ELBOW, .750 IN 9
7 sw3dps-1_2 in ball
valve UNNAMED 1
8 pump-water_booster 1
9 casa 1
8
7
6
5
4
3
2
1
2
1 3 4 5
F
E
D
C
B
A
D
C
E
B
A
Nº. Lámina: Sustitución:
Nº. Hojas:
Nombre
Datos
Teléfonos:
Email:
Proyectó
Dibujó
Revisó
Aprobó Ing. Aquino M.
Ing.Escobar M.
Donoso Dorian
Donoso Dorian
Firma Fecha
Materiales:
SEGUN DISEÑO
Nombre de archivo:
EnsamblajeDAC.sldprt
Hoja1
Denominación:
FM-EIM-MER-D-001-01-2015
Codificación:
ESPOCH
FACULTAD DE MECÁNICA
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
Peso [Kg]
80 0.3 [mm]
Tolerancia Escala
1:500
Registro
ESTE DOCUMENTO ES PROPIEDAD
INTELECTUAL EXCLUSIVA DE: A.S. Y J.T.
CUALQUIER USO Y REPRODUCCIÓN TOTAL
O PARCIAL NO AUTORIZADA
CONSTITUYE VIOLACIÓN DE LOS
DERECHOS DEL AUTOR PENADA POR LA LEY
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1
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2015/06/05
2015/04/29
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15. A
DETALLE A
ESCALA 1 : 10
6
8
3
7
4
8
7
6
5
4
3
2
1
2
1 3 4 5
F
E
D
C
B
A
D
C
E
B
A
Nº. Lámina: Sustitución:
Nº. Hojas:
Nombre
Datos
Teléfonos:
Email:
Proyectó
Dibujó
Revisó
Aprobó Ing. Aquino M.
Ing.Escobar M.
Donoso Dorian
Donoso Dorian
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Materiales:
SEGUN DISEÑO
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Hoja2
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FM-EIM-MER-D-001-01-2015
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FACULTAD DE MECÁNICA
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
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16. 3000,00
200,00
300,00
200,00
2000,00
3200,00
B
20,90
26,70
DETALLE B
ESCALA 1 : 2
8
7
6
5
4
3
2
1
2
1 3 4 5
F
E
D
C
B
A
D
C
E
B
A
Nº. Lámina: Sustitución:
Nº. Hojas:
Nombre
Datos
Teléfonos:
Email:
Proyectó
Dibujó
Revisó
Aprobó Ing. Aquino M.
Ing.Escobar M.
Sr. Toapanta Javier
Srta. Sani Alicia
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Materiales:
SEGUN DISEÑO
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Hoja3
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17. 500,00
7300,00
2000,00
200,00
300,00
200,00
7300,00
C
26,70
20,90
DETALLE C
ESCALA 1 : 1
8
7
6
5
4
3
2
1
2
1 3 4 5
F
E
D
C
B
A
D
C
E
B
A
Nº. Lámina: Sustitución:
Nº. Hojas:
Nombre
Datos
Teléfonos:
Email:
Proyectó
Dibujó
Revisó
Aprobó Ing. Aquino M.
Ing.Escobar M.
Sr. Toapanta Javier
Srta. Sani Alicia
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SEGUN DISEÑO
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Hoja4
Denominación:
FM-EIM-MER-D-001-01-2015
Codificación:
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