Presiones Minimas en Tuberias

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CASO EN QUE LA LNEA PIEZOMTRICA CORTA A LA TUBERIA:LNEA PIEZOMTRICA:Lnea piezomtricaes la lnea que une los puntos hasta los que el lquido podra ascender si se insertan tubos piezomtricos en distintos lugares a lo largo de la tubera o canal abierto. Es una medida de la altura de presin hidrosttica disponible en dichos puntos.En funcin a que el perfil no corta a la lnea piezometrica, la tuveria se ve de manera automtica,Si la lnea de carga corta el trazado de la tubera, existirn zonas de presin positiva y zonas de presin negativa. Las depresiones se producirn en los tramos en que la lnea de alturas piezomtricas quede por debajo de la tubera.

PERDIDA DE CARGA POR LOS DIFERENTES ACCESORIOS

Es la que corresponde a la vlvula cuando est instalada. Cuando el caudal aumenta, para una prdida de carga total constante, la prdida de carga en la vlvula empieza a disminuir porque aumenta la prdida de carga en los equipos de proceso y en las caeras.

La prdida de carga en la vlvula es un factor primordial para efectuar el diseo. Las vlvulas se disean con una prdida de carga de 50% a 70% de la prdida de carga total. la prdida de carga de la vlvula nunca puede ser menor que 25% de la prdida de carga total, desde el punto de vista del control.

Las prdidas de carga que producen las vlvulas parcialmente abiertas son debidas a la disminucin de seccin de paso que provocan. En el estrechamiento el flujo se acelera, y al regresar de nuevo a la seccin mayor de la tubera, se produce una prdida de energa cinticapor desprendimiento y turbulencia, semejante al de un ensanchamiento brusco o a la entrada en un depsito.

Cada prdida local se expresa en la forma:

donde:hp1 = prdida de carga en m.K = coeficiente sin dimensionesV = velocidad media en m/sg, aguas abajo de la singularidad, salvoindicacin en contrario.Enseguida se presentan los valores de K de acuerdo con la singularidad. PERDIDA POR VALVULAS PERDIDA POR ENTRADA O EMBOCADURA PERDIDA POR SALIDA PRDIDA POR REJILLA PERDIDA POR ENSANCHAMIENTO PERDIDA POR CONTRACCION PERDIDA POR CAMBIO DE DIRECCION PERDIDA POR BIFURCACION

PERDIDA POR VALVULAS

Una vlvula produce una prdida de carga que depende del tipo de vlvula y del grado deabertura. Los principales valores de K son: Vlvula globo (completamente abierta) 10 Vlvula de compuerta (completamente abierta) 0,19 Vlvula check (completamente abierta) 2,5Los valores aqu sealados son meramente referenciales pues varan mucho con el dimetrode la tubera y el grado de abertura. En una boquilla la prdida de carga es:

cV: :el coeficiente de velocidad y V S es la velocidad de salida.h loc :es la prdida de carga en la boquilla.

Para tuberias de tamao variable:Vlvula de compuerta:

Vlvula esfrica:

Vlvula de mariposa o de lenteja:

si la vlvula est completamenteabierta entonces usar:

Vlvula de pie:

Vlvula de alivio:

Vlvula check o de retencin:

PERDIDA POR ENTRADA O EMBOCADURAA la entrada se produce una prdida de carga loc h originada por la contraccin de la vena lquida. Su valor se expresa por:

Expresin en la que V es la velocidad media en la tubera.El valor de K esta determinado fundamentalmente por las caractersticas geomtricas de la embocadura. Las que se presentan ms frecuentemente son:

En este caso el valor de K depende de la relacin r D . El valor 0,26 corresponde a una relacin de 0,04. Para valores mayores de r D , K disminuye hasta llegar a 0,03 cuando r D es 0,2.

PERDIDA POR SALIDA

PRDIDA POR REJILLAPara rejillas parcialmente sumergidas.

con el flujo normal al plano de la rejilla:

PERDIDA POR ENSANCHAMIENTO En ciertas conducciones es necesario cambiar la seccin de la tubera y pasar a un dimetro mayor. Este ensanchamiento puede ser brusco o gradual.ENSANCHAMIENTO BRUSCO

De ah se concluye que la prdida de carga en el ensanchamiento brusco es:

ENSANCHAMIENTO GRADUALLa prdida de energa en un ensanchamiento gradual (cnico) ha sido estudiada experimentalmente, entre otros, por Gibson. En una expansin gradual se producen torbellinos y vrtices a lo largo de la superficie de separacin, que determinan una prdida de carga adicional a la que corresponde por friccin con las paredes. Este fenmeno fue descrito en el captulo III al estudiar la teora de la capa lmite. La prdida de carga en el ensanche gradual es la suma de la prdida por rozamiento con las paredes, ms la prdida por formacin de torbellinos. En un ensanche gradual hay mayor longitud de expansin que en un ensanche brusco.

PERDIDA POR CONTRACCIONLa contraccin puede ser tambin brusca o gradual. En general la contraccin brusca produce una prdida de carga menor que el ensanchamiento brusco.La contraccin brusca significa que la corriente sufre en primer lugar una aceleracin (de 0 a 1) en la Figura 4.5 hasta llegar a una zona de mxima contraccin que ocurre en la tubera de menor dimetro. Se produce consecuentemente una zona de separacin. Luego se inicia la desaceleracin (de 1 a 2) hasta que se restablece el movimiento uniforme.

Segn Idelchik el coeficiente K para la prdida de carga en una contraccin brusca se puedecalcular con la frmula semiemprica:

D es el dimetro de la tubera mayor (aguas arriba) y 2 D es el dimetro de la tubera menor (aguas abajo).

PERDIDA POR CAMBIO DE DIRECCION

Un cambio de direccin significa una alteracin en la distribucin de velocidades. Se producen zonas de separacin del escurrimiento y de sobrepresin en el lado exterior. El caso ms importante es el codo de 90. La prdida de carga es

Para curvas circuJares en tubo de dimetro Oy rugosidad K.

Los cambios de direccin en tubos de gran dimetro se realiza mediante las curvas circulares recin descritas cuyos coeficientes K incluyen el efecto de prdida por friccin.Los cambios de direccin en tubos de pequeo dimetro se realiza mediantecodos. de los cuales hay en el mercado diferentes tipos y cuyos valores Kdependen del ngulo y del dimetro.

PERDIDA POR BIFURCACION

Para cantos agudos como en la figura y D = Dc rigen los valores de Ka y Kcde la tabla. .Para bifurcaciones en tubos de pequeo dimetro el valor de K depende delt1pB de la bifurcacin y los dimetros.

EN RESUMEN LOS VALORES K PARA LOS DIFERENTES ACCESORIOS COMERCIALES

TABLA DE PERDIDAS DE CARGA LOCALES POR ACCESORIOS

PERDIDA ADICIONAL POR FRICCIN PARA FLUJOS LAMINARES A TRAVS DE ACCESORIOSAccesorio o VlvulaPrdidas Adicionales por Friccin Expresada como K

Re = 50Re = 100Re = 500Re = 1000

L 90, Radio corto16,010,07,50,9

T Estndar en tramo2,50,50,4

Bifurcacin a la lnea9,34,91,91,5

Vlvula de compuerta24,09,91,71,2

Vlvula de Globo tapn.30,020,012,011,0

Tapn27,019,014,013,0

Vlvula Angular19,011,08,58,0

Vlv. de columpio55,017,04,54,0

AccesoriosLongitud de Tubera equivalentes enrelacin con dimetros de tubera en metros

Codos a 90, radios normales.32

Codos a 90, radios medios.26

Codos a 90 gran curvatura.20

Codos a 90 en escuadra.60

Curvas de retorno 180 cerradas75

Curvas de retorno 180 radio medio50

Piezas T75

AcoplamientosDespreciables

UnionesDespreciables

Vlvula de compuerta abierta8

Vlvula de asiento esfrico abierta300

Vlvula de ngulo abierta150

Contadores de agua de disco400

Contadores de agua a pistn600

Contador de agua a rodete.300